Конструкція рефрактометра рхл-3

Р

Рис. 3

12

13

14

ефрактометр харчовий лабораторний (РХЛ–3) (рис. 3) складається з корпуса (3), який має форму круглої коробки, колонки (2) і основи (1). До корпуса приладу кріпляться камери: верхня (8) і нижня (12). Нижня камера з вимірювальною призмою жорстко закріплена на корпусі, а верхня з освітлювальною призмою шарніром (9) з’єднана з нижньою камерою. В нижній і верхній камерах знаходяться вікна. На нижній камері рухливо закріплений освітлювач (13), світло від якого можна направити в одне із вікон камери. На передній кришці приладу розміщені концентрично шкали (14).

В корпусі закріплена вісь рукоятки (5), на якій закріплені об’єктив, відбиваюча призма і сітка зорової труби. Окуляр (4) зорової труби закріплений безпосередньо в середині рукоятки та призначений для зміщення візирної лінії у вигляді трьох штрихів (пунктирна лінія) з границею світлотіні.

Для знищення дисперсії світла перед об’єктивом зорової труби, в якості компенсатора, встановлена призма прямого зору, яка за допомогою головки компенсатора (10) може обертатися навколо своєї осі з метою усунення спектральної окраски світлотіні. Відлік кута повороту компенсатора проходить по шкалі, нанесеній на секторі.

Між сіткою і окуляром зорової труби безпосередньо на зовнішній кришці корпуса встановлена плоскопаралельна скляна пластина (6), на якій по радіусу нанесені дві шкали: шкала показників заломлення і шкала відсоткового вмісту цукру.

Оптична схема рефрактометра

Основною частиною приладу є дві призми: освітлювальна (3) і вимірювальна (4), зроблені із важкого скла з показником заломлення n = 1,7, які стикаються гіпотенузними гранями. Між призмами, закріпленими в оправах, є зазор (2) близько 0,1 мм, в якому розміщується капля рідини, показник заломлення якої визначається. Для цієї мети одна з призм може відкидатися за допомогою шарніра. Грань АВ матова, при попаданні світла від джерела (1) промені від цієї грані ідуть по різним напрямкам і, проходячи шар досліджуваної рідини, входять в призму (4) під різними кутами від 0º до 90º, при цьому найбільшим кутом падіння буде кут 90º.

Якщо показник заломлення рідини менше показника заломлення матеріалу призми, то промені, які пройшли грань СД, вийдуть під кутами від 0º до якогось граничного кута заломлення _пр.

Тому в більш густому середовищі промені будуть заповнювати лише кут _пр. , в межах кута СОК не буде попадати жоден промінь, який іде з менш густого середовища через точку О.

В окулярі зорової труби при цьому буде спостерігатися границя світла і тіні. Положення цієї границі залежить від кута _пр. і від відносного показника заломлення (рис. 4).

Призми (5) компенсують дисперсію світла, поворотна призма (6) робить спостереження зручним, (7) – об’єктив зорової труби.

Для визначення показника заломлення досліджуваної рідини скористуємося законом заломлення світла і запишемо його для кута падіння 90º:

. (5)

Звідки

(6)

де n₂ – показник заломлення вимірюваної призми.

1

3

A B 2

C n₁ О 90⁰ Д

n₂

7 6

К 4

5

Рис. 4. Оптична схема рефрактометра

Користуючись формулою (6), можна знайти показник заломлення досліджуваної рідини n₁, знаючи граничний кут заломлення.

Практично, показник заломлення рідини n₁ визначають за шкалою приладу, яка проградуйована в поділках показника заломлення (ліва шкала). Іноді на шкалу приладу окрім показника заломлення наносять концентрації водних розчинів цукру (права шкала).

Досліджуваний розчин розміщується в приладі між двома призмами, виготовленими з оптичного скла з показниками заломлення більшим, ніж у досліджуваних розчинах. Промені денного чи іншого світла за допомогою дзеркала направляються у вікно вимірювальної призми (при дослідженні темних і пофарбованих розчинів) або у вікно освітлювальної призми (при дослідженні прозорих розчинів).

При переході із середовища з більшим показником заломлення (скла) в середовище з меншим показником заломлення (розчин) промені, падаючі під кутом більшим кута повного внутрішнього відбиття, повністю відбиваються, а промені, які падають під меншими кутами – заломлюються і проходять в досліджуваний розчин.

При спостереженні в зорову трубу, розміщену поза вимірювальною призмою, при установці оптичної осі труби в області крайніх пучків, які пройшли в досліджуваний розчин, поле зору виходить розділеним на дві частини – освітлену і темну, причому положення лінії розділу між освітленою і темною частинами поля зору знаходиться в залежності від показника заломлення досліджуваного розчина.