4. Принцип действия рефрактометра Аббе.

К рефрактометрам типа Аббе относятся приборы ИРФ-22, ИРФ-454. Они предназначены для быстрого определения ПП и средней дисперсии твердых тел и малых количеств жидкостей. Они испол-т «белый» монохром свет (D-линия Na).

Можно измерять ПП в интервале 1,2 -2,0.

Действие рефрактометра основано на явлении полного внутр отражения, т.е. если луч света идет из среды 1 в среду 2, то при некотором значении утла падения =₀ угол преломления х примет максимальное значение x=х₀= 90.

При этом луч, дойдя до поверхности раздела, далее пойдет вдоль этой поверхности и, следовательно, в этом положении

sino/sin 90= n₂/n₁ или n₂/n₁ = sin₀ (1)

Если направить луч в среде 1 под углом >₀, то он вообще не попадает в среду 2, отразившись от поверхности раздела. Угол ₀ называется предельным углом (рис.1 ). Если Ср1 – вакуум (низкая оптич плот), то угол паден > угла преломл и относ ПП = sin. Если луч идет из более плот среды в менее, то угол преломл > угла паден, след-но n₂₁=1/ sin.

Прибор сост из двух прямоуг призм, сложенных диагоналх плоскостями, между котх помещается небольшое количество жидкости (1-2 капли).

Грань одной из призм освещается рассеянным светом, отражен­ным от зеркала. Лучи света проходят через призму, слой жидкости, вторую призму, выходя из нее, попадают в окуляр зрительной трубы. Поворачивая призмы относительно источника света, можно добиться такого их положения, что часть лучей, вошедших в первую (освети­тельную) призму, испытывает полное внутреннее отражение на гра­нице раздела призма/слой жидкости и благодаря этому не попадает ни во вторую призму, ни в окуляр. Другая часть лучей, попадающих на границу раздела призма/слой жидкости под углами, меньшими пре­дельного, попадает в окуляр, благодаря чему одна часть поля зрения окажется неосвещенной, вторая - освещенной.

Призмы поворачивают до тех пор, пока граница раздела света и тени не совпадет с находящимся в поле окуляра крестом нитей. Отсчитывают значение ПП по шкале рефрактометра. Если показатель преломления призмы равен n_, то показатель пре­ломления исследуемого вещества n_x будет равен

n_x = n_ sin ₀ (2)

Очевидно, что n_x, должно быть меньше ПП изме­рительной призмы.

Если использовать полихроматический белый свет, то резкой границы света и тени в поле зрения не будет, т.к. вследствие дисперсии (зависимости преломления от длины волны) появится ряд границ различных цветов (спектр). Устранение этого явления - ахроматизация - производится с помощью специального компенсатора, расположенного в нижней части зрительной трубы.

К омпенсатор состоит из двух призм Амичи, которые могут вра­щаться вокруг общей оси в противоположных направлениях. Призма Амичи склеена из трех частей, подобранных так, что проходя через призму, желтые лучи не меняют направления. При положении призм, показанном на рис. 3а, белый свет, пройдя через компенсатор, раз­ложится в спектр, т.к. суммарная угловая дисперсия максимальна, а при положении призм, показанном на рис. 3б, белый свет остается пе­реложенным (суммарная дисперсия равна 0).

Когда на компенсатор попадает свет, разложенный на состав­ные части на измерительной призме, поворачивая компенсатор можно подобрать такое относительное положение его призм, при котором их суммарная дисперсия равна по величине и противоположна по знаку дисперсии светового пучка, прошедшего через призменный блок рефрактометра, и суммарная дисперсия будет равна нулю. Благодаря этому разложенный ранее пучок вновь соберется в белый луч, направление которого совпадает с неизменным направлением желтого луча. В поле зрения (окуляре) появится резкая граница, положение которой соответствует лучу определенной длины волны - желтой D-линии натрия, несмотря на то, что поле зрения освещено белым светом.