Bagaimana untuk mengukur indeks biasan
Apabila cahaya memasuki medium B dari medium A, jika medium A ialah bahan hidrofobik kepada medium B, iaitu nA< nP=1/sin is also a constant, and its relationship with the refractive index is: Indicates. Obviously, under a certain wavelength and certain conditions, it can be seen that the refractive index can be obtained by measuring the critical angle, which is the basic optical principle of the commonly used Abbe refractometer.
Untuk mengukur nilai, refraktometer Abbe menggunakan kaedah "separuh terang dan separuh gelap", iaitu membiarkan cahaya monokromatik memasuki medium B dari medium A dari semua sudut darjah 0-90 , pada kali ini, keseluruhan sudut genting dalam medium B ialah Cahaya melalui semua kawasan, jadi ia terang; manakala semua kawasan di luar sudut kritikal tidak melepasi cahaya, jadi gelap, dan sempadan antara kawasan terang dan gelap sangat jelas. Jika anda memerhati dengan kanta mata di atas medium B, anda boleh melihat imej separa gelap dengan sempadan yang sangat jelas.
Medium adalah berbeza, sudut genting juga berbeza, dan kedudukan sempadan kawasan terang dan gelap dalam kanta mata juga berbeza. Jika garisan "silang" terukir pada kanta mata, tukar kedudukan relatif medium B dan kanta mata, supaya setiap kali sempadan antara kawasan terang dan gelap sentiasa bertepatan dengan persilangan "garisan silang", dengan mengukur kedudukan relatifnya ( Sudut) dan selepas penukaran, indeks biasan boleh diperolehi. Bacaan yang terukir pada skala refraktometer Abbe ialah indeks biasan yang ditukar, jadi ia boleh dibaca terus. Pada masa yang sama, refractometer Abbe mempunyai peranti penyingkiran serakan, jadi ia boleh menggunakan cahaya matahari secara langsung, dan nombor yang diukur adalah sama seperti yang diukur oleh cahaya natrium. Ini adalah kelebihan refractometer Abbe.
Cara menggunakan refractometer Abbe: mula-mula sambungkan refractometer ke tangki suhu malar, selepas suhu malar, pisahkan prisma sudut kanan, dan perlahan-lahan lap permukaan cermin atas dan bawah dengan sedikit etanol atau aseton pada sutera atau pembersihan kanta. kertas. Selepas etanol atau aseton menyejat, tambahkan setitik air suling pada cermin di bawah, tutup prisma, dan laraskan cermin untuk menjadikan medan pandangan di dalam cermin cerah.
Pusingkan prisma sehingga garis sempadan atau jalur cahaya berwarna muncul di cermin; jika jalur cahaya berwarna muncul, laraskan serakan untuk menjadikan sempadan antara terang dan gelap jelas, dan kemudian pusingkan prisma sudut kanan supaya garis sempadan itu berlaku melalui persimpangan "salib". Catatkan bacaan dan suhu, ulang dua kali untuk mengukur indeks biasan purata air tulen dan bandingkan dengan nilai piawai air tulen (=1.33299), loji penentukuran refraktometer boleh diperolehi dan kemudian indeks biasan sampel cecair yang hendak diuji boleh diukur dengan cara yang sama . Nilai pembetulan biasanya kecil, dan jika nilainya terlalu besar, keseluruhan instrumen mesti ditentukur semula. Perkara berikut perlu diberi perhatian apabila menggunakan refraktometer:
(1) Julat ukuran Abbe ialah dari 1.3000 hingga 1.7000, dan ketepatannya ialah ±0.0001; semasa mengukur, perhatian harus diberikan kepada sama ada suhu jaket penebat adalah betul. Jika anda ingin mengukur kepada ±0.0001, suhu hendaklah dikawal dalam julat ±0.1 darjah .
(2) Instrumen tidak boleh terdedah kepada cahaya matahari semasa penggunaan atau penyimpanan, dan hendaklah ditutup dengan kain hitam apabila tidak digunakan.
(3) Prisma refraktometer mesti dilindungi untuk mengelakkan calar pada permukaan cermin. Apabila menambah cecair, hujung penitis tidak boleh menyentuh prisma.
(4) Permukaan cermin hendaklah dibersihkan sebelum setiap titisan sampel; selepas digunakan, permukaan cermin juga perlu dibersihkan dengan aseton atau 95 peratus etanol, dan prisma hendaklah ditutup selepas pengeringan.
(5) Cecair yang menghakis atau melarutkan kaca prisma, logam penebat dan pelekat di antaranya hendaklah dielakkan.
Akhir sekali, perlu ditegaskan bahawa refractometer Abbe tidak boleh digunakan pada suhu yang lebih tinggi; sukar untuk mengukur sampel yang tidak menentu atau menyerap air; di samping itu, keperluan untuk ketulenan sampel juga tinggi. Secara umumnya, apabila suhu meningkat satu darjah, indeks biasan bagi sebatian organik cecair berkurangan sebanyak 3.5×10-4—5.5×10-4. Sesetengah cecair, terutamanya apabila suhu yang indeks biasannya hendak diperolehi adalah hampir dengan takat didihnya, mempunyai pekali suhu sehingga 7×10-4. Dalam kerja amali, indeks biasan yang diukur pada suhu tertentu sering ditukar kepada indeks biasan pada suhu lain. Untuk kemudahan pengiraan, 4.5×{11}} biasanya digunakan sebagai pemalar perubahan suhu. Nilai yang diperolehi oleh pengiraan kasar ini mungkin mempunyai sedikit ralat, tetapi ia adalah nilai rujukan. Dalam erti kata lain, indeks biasan berkurangan dengan peningkatan suhu dan indeks biasan berubah kira-kira 0.00045 untuk setiap perubahan 1 darjah Celsius. Kita boleh mengira indeks biasan yang diperbetulkan kepada 20 darjah dengan formula berikut: nD(t)=nD(20) - 0.00045(t-20 darjah )
dengan nD(t) ialah indeks biasan yang diukur secara eksperimen pada suhu t. Ini menunjukkan bahawa apabila suhu eksperimen lebih tinggi daripada 20 darjah , nD(20) lebih besar daripada nD(t); manakala apabila suhu eksperimen lebih rendah daripada 20 darjah , nD(20) adalah lebih kecil daripada nD(t).
Contoh: Diberi nD(t) =1.3667, t=25.2 darjah , hitung nD(20).
nD(t)=nD(20) - 0.00045(t-20 darjah )
nD(20)=1.3667 tambah 0.00045(25.2 darjah -20 darjah )
{{0}}.3667 tambah 0.00045 × 5.2
=1.36904 Kesan panjang gelombang cahaya
Indeks biasan sesuatu bahan berbeza-beza mengikut panjang gelombang cahaya, dengan panjang gelombang yang lebih panjang mempunyai indeks biasan yang lebih kecil dan panjang gelombang yang lebih pendek mempunyai indeks biasan yang lebih besar. Sumber cahaya yang digunakan untuk pengukuran biasanya adalah cahaya putih. Apabila cahaya putih dibiaskan oleh prisma dan cecair sampel, disebabkan oleh panjang gelombang yang berbeza bagi setiap cahaya warna, tahap pembiasan juga berbeza. Selepas pembiasan, ia diuraikan menjadi pelbagai warna lampu. Fenomena ini dipanggil penyebaran. Penyerakan cahaya akan menjadikan garis pemisah antara terang dan gelap dalam bidang penglihatan tidak jelas, mengakibatkan ralat pengukuran. Untuk menghapuskan serakan, pemampas serakan dipasang pada hujung bawah tiub cerapan refraktometer Abbe.
Kesan suhu
Indeks biasan larutan berubah mengikut suhu, indeks biasan menurun apabila suhu meningkat, dan meningkat apabila suhu menurun. Skala pada refraktometer diukir pada suhu standard 20 darjah . Oleh itu, adalah yang terbaik untuk mengukur indeks biasan pada 20 darjah. Jika tidak, pembetulan suhu harus dilakukan pada hasil pengukuran. Apabila ia melebihi 20 darjah , tambahkan nombor pembetulan; apabila lebih rendah daripada 20 darjah, tolak nombor pembetulan
