Описание установки.

Рефрактометр ИРФ-22 является контрольно- измерительным прибором, предназначенным для непосредственного измерения показателей преломления жидких и твердых тел, а также для определения средней дисперсии этих тел в лабораторных условиях.

Принцип действия прибора ИРФ-22 основан на явлении полного внутреннего отражения света при его прохождении через границу двух сред с разными показателями преломления.

Согласно принципиальной схеме (рис.15.2), исследуемая жидкость помещается между двумя гипотенузными гранями призм 1 и 2. Призма 2 с хорошо отполированной гранью АВ является измерительной, а призма 1 с матовой гранью А₁В₁ – осветительной. Лучи от источника света падают на грань А₁С₁, преломляются, попадают на матовую поверхность А ₁В₁ и рассеиваются этой поверхностью; далее они проходят слой исследуемой жидкости и попадают на поверхность АВ призмы 2.

Так как на приборе исследуются жидкости с показателем преломления n_ж, меньшим показателям преломления n_п призмы 2, то лучи всех направлений, преломившиеся на границе жидкости и стекла, войдут в призму.

По закону преломления, , где ε_п и ε_ж – углы преломления лучей в призме и в жидкости.

С увеличением угла ε_ж угол ε_п также увеличивается и достигает максимального значения, когда ε_ж = 90 ⁰, т. е. когда луч в жидкости скользит по поверхности АВ. Следовательно:

Таким образом, выходящие из призмы 2 лучи ограничены определенным углом ε_п = ε_пред. Лучи, идущие из жидкости в призму 2 под большими углами, претерпевают полное внутреннее отражение на границе раздела АВ и не проходят через призму. Очевидно, часть призмы, соответствующая не прошедшим лучам, будет затемненной. В зрительную трубу 4, расположенную на пути выходящих из призмы лучей, можно наблюдать разделение поля зрения на светлую и темную части. Поворотом системы призм 1-2 совмещают границу раздела светлого и темного поля с крестом нитей окуляра зрительной трубы. Система призм 1-2 связана со шкалой, отградуированной в значениях показателей преломления. Шкала расположена в левой части поля зрения трубы и при совмещении раздела поля зрения с крестом нитей дает соответствующее значение показателя преломления жидкости n_ж.

Вследствие явления дисперсии в белом свете граница раздела будет окрашенной. Для устранения окрашенности, а также для определения средней дисперсии исследуемого вещества служит компенсатор 3, состоящий из двух систем склеенных призм прямого зрения (призм Амичи). Призмы можно вращать одновременно в разные стороны, меняя тем самым собственную дисперсию компенсатора и устраняя цветовую кайму границы раздела поля зрения, наблюдаемого через оптическую систему 4. С компенсатором связан барабан со шкалой, по которой определяют параметр дисперсии (число z), позволяющий рассчитать среднюю дисперсию вещества.

Для определения показателя преломления прозрачного твердого тела необходимо иметь образец такого тела (например, стекла) в виде пластины размером порядка мм, который помещают между призмами 1-2 вместо жидкости.

Пределы определяемых показателей преломления на рефрактометре ИРФ-22 равны 1,3 - 1,7. Общий вид рефрактометра приводится на рис. 15.3.

К работе прилагаются описание прибора ИРФ-22 и инструкция по пользованию им, таблицы для определения средней дисперсии.