Определение показателя преломления жидкости

Показатель преломления вещества относится к важнейшим физическим константам и используется для идентификации веществ и проверки их чистоты. Показатель преломления определяется природой вещества, температурой и длиной волны падающего света. Чаще всего показатель преломления определяется при 20⁰С для D линии натрия (589 нм) или C (656 нм) и F (486 нм) линий водорода, что и отражается соответствующими обозначениями (соответственно n_D, n_C и n_F). Для жидких органических веществ показатель преломления уменьшается с ростом температуры и обычно колеблется от 1,3 до 1,8. Температурная зависимость показателя преломления выражается с помощью инкрементов dn/dt, которые для разных соединений приводятся в справочниках [9, т.1], по ним можно найти показатель преломления данного вещества при той или иной температуре, если известно его экспериментальное значение при какой-либо одной.

При падении луча света на границу раздела двух прозрачных однородных сред часть его отражается под углом, равным углу падения a, а часть - преломляется (b - угол преломления). Согласно закону преломления отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть постоянная величина, называемая относительным показателем (или коэффициентом) преломления второго вещества по отношению к первому:

 Sina/Sinb=n.

Для определения показателя преломления используют рефрактометры. При работе с рефрактометром соблюдают следующий порядок. Перед измерением открывают верхнее полушарие измерительной головки прибора и протирают ватой, смоченной эфиром, грани осветительной и измерительной призм. После испарения эфира для ИРФ-22 поворотом маховика устанавливают измерительную головку так, чтобы плоскость нижнего полушария приняло горизонтальное положение. Затем на плоскость измерительной призмы с помощью капилляра наносят несколько капель исследуемого вещества и осторожно закрывают верхнюю подвижную часть измерительной головки. С помощью зеркала свет направляют в окошко для освещения шкалы прибора. Глядя в зрительный окуляр, фокусируют его, добиваясь четкого изображения шкалы. Затем, вращая маховик и наблюдая в окуляр зрительной трубы, находят границу раздела света и тени. Если она размыта и окрашена в желто-красный или сине-зеленый цвет, то при помощи маленького маховичка добиваются по возможности полного обесцвечивания границы и резкого раздела света и тени.

Так как показатель преломления уменьшается на 3-5 единиц в четвертом знаке после запятой при повышении температуры на 1⁰С, то прежде чем делать окончательное измерение, обеспечивают термостатирование измерительной головки циркуляцией воды от термостата с температурой 20⁰С. Контроль за температурой ведется с помощью термометра. Когда в измерительной головке установится температура 20⁰С, при помощи маховика границу раздела света и тени точно совмещают с перекрестием и снимают отсчет по шкале показателей преломления, расположенной в левой части поля зрения окуляра. Четвертый знак после запятой получают визуальной интерполяцией в пределах того деления, в котором находится горизонтальный штрих сетки. Измеренный показатель преломления заносят в лабораторный журнал и сравнивают с соответствующим значением из справочника.