Принцип действие прибора

В основу действия прибора положен оптический метод исследования растворов, заключающийся в определении показателя преломления исследуемого раствора по предельному углу преломления.

Основными частями рефрактометра являются призмы, сложенные по гипотенузным граням, и зрительная труба с отсчетной шкалой и дисперсионным компенсатором. Для определенвя показателя преломления раствора несколько капель исследуемой жидкости помещают между гранями АВ и А₁В₁ (рис. I). Прямоугольная призма I ммеет хорошо отполи-рованную поверхность и является измерительной. Поверхность АВ призмы II матовая, призма II называется осветительной. Вследствие рассея­ния света матовой поверхностью в исследуемую жидкость входят лучи различных направлений. Далее они проходят слой исследуемой жидкости в попадают на грань А₁В₁ призмы I, у которой показатель преломле­ния. «N» больше, чем у исследуемой жидкости «n», причем толщина слоя жидкости значительно меньше размеров граней АВ и А₁В₁, следова­тельно, углы падения на грань А₁В₁ будут меняться в пределах 0°…π/2. На границе раздела (жидкость - стекло) будут иметь место явления отражения, и преломления света.

Отраженные лучи уйдут обратно, а преломленные - в стекло призмы I. Углы преломления будут меняться впределах от 0 до ч ₀,, где ч ₀ -угол преломления для скользящих лучей, т.е. самый максимальный из возможных. Рассмотрим обратный ход лучей (рис. 2) из среды более оптически плотной (стекла) в среду менее оптически плотную (жидкость). С увеличением угла падения ч увеличивается угол преломления i

Рис.1.

Рис.2.

Наконец, при некотором угле падения ч ₀ угол преломления ста­новится равным π/2 (рис. 26). Угол падения ч ₀, для которого угол преломления i= π/2 называется предельным углом падения. Учи­тывая, что мы рассматриваем обратный ход лучей, в нашем случае угол ч ₀ (рис. 1} будет предельным углом преломления. Запишем закон преломления для границы А₁В₁, (жидкость, стекло, рис. I):

и для случая скольжения

(2)

Скользящий луч в измерительной призме является граничным лучом, так как в призму могут проникать лучи света 0°… ч ₀. Поэтому в оптической трубе, в которую входят лучи из измерительной призмы, часть поля зрения окажется темной, а часть - светлой. Лучи, имеющие одинаковые углы преломления при выходе из призмы I,. будут параллельны между собой и соберутся в фокальной плоскости линзы FF в одну линию (рис. 3). Светлое поле будет образовано лучами, идущими в приеме под углом меньше предельного. Светлая граничная область обра­зована скользящими лучами.

Рис.3.

Следовательно, положение этой границы зависит от коэффициента преломления жидкости. В самом деле в формуле (2) показатель прелом­ления N для данного прибора будет постоянен, значение угла ч ₀, а следовательно, и положение границы в поле зрения будут зависеть только от n -показателя преломления исследуемого раствора. В на­шем приборе учтена эта зависимость, и шкала отсчета проградуирована в значениях показателя преломления растворов.