Устройство оптической системы прибора
Схема оптической системы, состоящая из визирной и отсчетной частей, изображена на рис. 5.
Рис.5
Визирная часть предназначена для фиксирования положения границы светотени. От зеркала 1 лучи направляются в осветительную призму 2. Из осветительной призмы лучи проходят через исследуемую жидкость, измерительную призму 3, защитное стекло 4, компенсатор дисперсии 5 и зрительную трубу. Зрительная труба состоит из объектива 6, преломляющей призмы 7, стеклянной пластинки с перекрестием 8 и окуляра 9. Перекрестие 8 совмещается с границей раздела света и тени.
Поскольку все измерения на рефрактометре производятся в белом свете, а показатель преломления зависит от длины волны света (дисперсия), то в окуляре зрительной трубы вместо резкой границы светотени возникает размытая радужная полоска. Для устранения этого дефекта служит компенсатор дисперсии 5, главной частью которого является призма прямого зрения – призма Амичи (рис.6).
Рис. 6
Призма Амичи состоит из трех трехгранных призм и обладает тем свойством, что для некоторой длины волны (для желтой D-линии натрия в данной работе) угол отклонения лучей равен нулю. Средняя призма изготовляется из флинта (тяжелый сорт стекла), две боковые – из крона (легкий сорт стекла), причем nфл nкр. При таких значениях показателей преломления призм для данной длины волны подобраны специальные соотношения между преломляющими углами призм, при которых угол отклонения для всей системы лучей равен нулю. Благодаря этому в приборах с призмой Амичи оптическая ось не имеет излома. При этом внутри средней призмы излучение более коротких длин волн отклоняется в сторону ее основания, а более длинноволновое – в сторону ее вершины. Таким образом призма Амичи, не меняя направления распространения света, разлагает белый свет в спектр.
Если установить призму Амичи на пути пучка цветных лучей, выходящего из измерительной призмы так, чтобы дисперсия призмы Амичи оказалась равной по величине, но противоположной по знаку дисперсии измерительной призмы, то суммарная дисперсия будет равна нулю и окрашенный пучок лучей соберется в белый луч. На практике обычно используют две призмы Амичи, общую дисперсию которых легко регулировать маховичком -1 (позиция 5 на рис.3а).
Наиболее важными узлами отсчетной части рефрактометра являются круговая шкала 10 (рис.5) для определения показателя преломления и лимб с делениями 6 (рис.3а) для нахождения средней дисперсии жидкости. Круговая шкала 10 находится на одной оси с измерительной призмой. Вращением маховичка-2 (позиция 7 на рис.3а) поворачивают измерительную призму для совмещения перекрестия с границей раздела светотени. При этом вращается и круговая шкала. Границу светотени и круговую шкалу наблюдают через зрительную трубу. Круговая шкала проградуирована сразу в величинах показателя преломления.
Для нахождения средней дисперсии жидкости производят отсчеты по лимбу, который жестко соединен с компенсатором дисперсии - системой призм Амичи. Вращением маховичка –1 (позиция 5 на рис.3а) устраняют радужную окраску границы, лимб при это поворачивается. На лимбе нанесены 120 делений. При повороте лимба на 60 делений дисперсия компенсатора проходит все значения от нуля до двойной величины дисперсии одной из призм. Отсчет производится по делениям шкалы лимба, совпадающим с неподвижным штрихом на корпусе.