Рефрактометры

Рефрактометры – это приборы для измерения показателя преломления света.

Рассмотрим принцип действия рефрактометров, основанный на методах: а) измерения предельного угла преломления и б) измерения предельного угла полного внутреннего отражения.

призма

жидкость

На рис.5 проиллюстрированы оба метода, которые рассмотрим подробнее.

При измерении показателя преломления жидкости ее в обоих случаях помещают на верхнюю грань стеклянной призмы, показатель преломления которой известен. Его величина должна быть больше показателя преломления исследуемой жидкости.

а) Граница раздела "призма – исследуемое вещество" освещается широким пучком света со стороны исследуемого образца (на рисунке – сверху) и измеряется угол i _пред – предельный угол преломления, соответствующий углу падения i = 90° (луч 4). Преломленные лучи наблюдаются в зрительную трубу, с помощью которой определяют угловое положение границы между светом и тенью; это положение задается углом i _пред.

б) Граница раздела "призма – исследуемое вещество" освещается широким пучком со стороны призмы (на рисунке – снизу). При таком освещении лучи, падающие на границу раздела под углом, большим, чем предельный i _пред, (луч 4) претерпевают полное внутреннее отражение и поэтому полностью отражаются внутрь призмы. Луч 3 падает на границу раздела сред под углом i _пред; преломленный луч 3’ скользит вдоль границы. Лучи с углом падения, большим i _пред, частично преломляются и частично отражаются. Отраженные лучи попадают в зрительную трубу, через которую можно наблюдать резкую границу света и полутени; положение этой границы, также определяется углом i _пред.

Метод (а) пригоден только для прозрачных сред. Метод (б) может применяться также и для слабо поглощающих веществ.

Рассмотренные методы применяются для измерения показателей преломления не только жидкостей, но и твердых тел. Для этого одна поверхность твердого тела делается плоской и полируется. Тело помещается на поверхность призмы, а между соприкасающимися плоскостями измерительной призмы и исследуемого тела помещают каплю жидкости (растекающуюся в тонкий плоско-параллельный слой) с показателем преломления несколько большим, чем у исследуемого тела, но меньшим, чем у призмы.

Такие принципы измерения заложены в основу конструкции лабораторного рефрактометра Аббе (ИРФ-22), используемого в данной лабораторной работе.