Описание прибора

Оптическая схема прибора изображена на рис. 1.2. Свет, отраженный от зеркала 1, направляется в осветительную призму 2, проходит тонкий слой исследуемой жидкости и измерительную призму 3, затем через защитное стекло 4 и компенсатор 5 попадает в объектив 6, проходит через призму полного внутреннего отражения 7, пластинку с визиром в виде трех штрихов 8 и через окуляр 9 попадает в глаз наблюдателя.

Рис. 1.2

Шкала освещается с помощью зеркала, расположенного с левой стороны прибора, и проектируется системой призм в фокальную плоскость окуляра так, что в поле зрения одновременно видны граница светотени и шкала с визиром. По шкале отсчитывается непосредственно значение показателя преломления в пределах от 1,3 до 1,7 с точностью до 110^–4. Десятитысячные доли отсчитываются на глаз. Таким образом, точность определения показателя преломления равна 510^–4. Измерительная и осветительная призмы закреплены в оправах двух литых полушаров с окошками (измерительная головка), смонтированных на корпусе прибора. Для нахождения границы раздела и совмещения ее с визиром измерительную головку можно вращать вокруг горизонтальной оси с помощью винта, находящегося с правой стороны корпуса прибора.

Для поддержания постоянной температуры при точных измерениях показателя преломления в оправе призм сделаны камеры, сквозь которые циркулирует вода, подводимая от термостата. Подача и отвод воды осуществляется посредством резиновых шлангов, надеваемых на четыре штуцера камер. Для определения температуры воды в один из штуцеров ввинчивается специальный термометр. В учебных лабораториях, где особой точности не требуется, измерения проводятся при комнатной температуре (в отчете по лабораторной работе следует указать температуру помещения до и после измерений).

На рис. 1.3. схематически представлен внешний вид рефрактометра.

Измерения

Приподнимают верхнюю призму и наносят при помощи пипетки на поверхность нижней призмы несколько капель исследуемой жидкости. Пипеткой не следует касаться призмы, чтобы не поцарапать ее поверхность. Опускают верхнюю призму на прежнее место и при помощи зеркала Г направляют пучок лучей в одно из отверстий в оправах призм. Перемещая окуляр, добиваются совпадения имеющихся в его фокальной плоскости трех черточек (визир) с границей между освещенной и неосвещенной областями и производят по шкале отсчет показателя преломления. Если указанная граница не резкая, то предварительно делают ее резкой при помощи компенсатора. Полученные значения показателя преломления для известных жидкостей сравнивают с таблицей.

После каждого опыта призмы рефрактометра необходимо тщательно очистить мягкой тряпочкой, сначала смоченной дистиллированной водой или спиртом, а затем сухой.

Рис.1.3. Внешний вид рефрактометра РЛ-2:

А – призмы; Б и В – отверстия в оправах призм; Г – зеркало; Т – термометр;

О – окуляр, перемещаемый вдоль шкалы Ш; К – рукоятка компенсатора

Контрольные вопросы

1. Сформулируйте законы отражения и преломления света. В чем заключается физический смысл абсолютного показателя преломления среды? Что такое относительный показатель преломления?

2. В чем заключается явление полного внутреннего отражения?

3. Опишите устройство рефрактометра.

4. Начертите ход лучей в рефрактометре в проходящем свете.

Лабораторная работа № 2