Como medir o índice de refração
Quando a luz entra no meio B do meio A, se o meio A for uma substância hidrofóbica para o meio B, isto é, nA< nP=1/sin is also a constant, and its relationship with the refractive index is: Indicates. Obviously, under a certain wavelength and certain conditions, it can be seen that the refractive index can be obtained by measuring the critical angle, which is the basic optical principle of the commonly used Abbe refractometer.
Para medir o valor, o refratômetro Abbe adota o método "meia-luz e meio-escuro", que é deixar a luz monocromática entrar no meio B do meio A de todos os ângulos de 0-90 graus, em desta vez, todo o ângulo crítico no meio B é A luz passa por todas as áreas, então é brilhante; enquanto todas as áreas fora do ângulo crítico não passam luz, então é escuro, e o limite entre as áreas claras e escuras é muito claro. Se você observar com uma ocular acima do meio B, poderá ver uma imagem semi-escura com um limite muito claro.
O meio é diferente, o ângulo crítico também é diferente e a posição limite das áreas claras e escuras na ocular também é diferente. Se uma linha "cruzada" estiver gravada na ocular, altere a posição relativa do meio B e da ocular, de modo que cada vez que o limite entre as áreas claras e escuras sempre coincida com a interseção da "linha cruzada", medindo sua posição relativa (ângulo) e após a conversão, o índice de refração pode ser obtido. A leitura gravada na escala do refratômetro Abbe é o índice de refração convertido, portanto pode ser lido diretamente. Ao mesmo tempo, o refratômetro Abbe possui um dispositivo de eliminação de dispersão, para que possa usar diretamente a luz solar, e os números medidos são os mesmos medidos pela luz de sódio. Estas são as vantagens do refratômetro Abbe.
Como usar o refratômetro Abbe: primeiro conecte o refratômetro ao tanque de temperatura constante, após a temperatura constante, separe o prisma de ângulo reto e limpe suavemente as superfícies superior e inferior do espelho com uma pequena quantidade de etanol ou acetona em seda ou limpeza de lentes papel. Depois que o etanol ou acetona evaporar, adicione uma gota de água destilada no espelho abaixo, feche o prisma e ajuste o espelho para tornar o campo de visão dentro do espelho claro.
Gire o prisma até que uma linha limite ou uma faixa de luz colorida apareça no espelho; se uma faixa de luz colorida aparecer, ajuste a dispersão para tornar claro o limite entre claro e escuro e, em seguida, vire o prisma de ângulo reto para que a linha de limite passe pela interseção da "cruz". Registre a leitura e a temperatura, repita duas vezes para medir o índice de refração médio da água pura e compare-o com o valor padrão da água pura (=1.33299), a planta de calibração do refratômetro pode ser obtida e, em seguida, o índice de refração da amostra líquida a ser testada pode ser medido da mesma maneira. O valor de correção geralmente é pequeno e, se for muito grande, todo o instrumento deve ser recalibrado. Os seguintes pontos devem ser observados ao usar o refratômetro:
(1) A faixa de medição de Abbe é de 1,3000 a 1,7000 e a precisão é de ±0,0001; ao medir, deve-se prestar atenção se a temperatura da jaqueta de isolamento está correta. Se você deseja medir até ±0,0001, a temperatura deve ser controlada dentro da faixa de ±0,1 graus.
(2) O instrumento não deve ser exposto à luz solar durante o uso ou armazenamento e deve ser coberto com um pano preto quando não estiver em uso.
(3) O prisma do refratômetro deve ser protegido para evitar arranhões na superfície do espelho. Ao adicionar líquido, a ponta do conta-gotas não deve tocar no prisma.
(4) A superfície do espelho deve ser limpa antes de cada gota da amostra; após o uso, a superfície do espelho também deve ser limpa com acetona ou etanol 95% e o prisma deve ser fechado após a secagem.
(5) Líquidos que corroem ou dissolvem o vidro do prisma, o metal isolante e o adesivo entre eles devem ser evitados.
Por fim, cabe ressaltar que o refratômetro de Abbe não pode ser utilizado em temperaturas mais elevadas; é difícil medir amostras voláteis ou absorventes de água; além disso, os requisitos de pureza das amostras também são altos. De um modo geral, quando a temperatura aumenta em um grau, o índice de refração do composto orgânico líquido diminui em 3,5×10-4—5,5×10-4. Alguns líquidos, principalmente quando a temperatura cujo índice de refração se deseja obter está próximo de seu ponto de ebulição, apresentam coeficiente de temperatura de até 7×10-4. No trabalho prático, o índice de refração medido em uma determinada temperatura é frequentemente convertido no índice de refração em outra temperatura. Para facilitar o cálculo, 4,5×10-4 geralmente é usado como a constante de mudança de temperatura. O valor obtido por este cálculo aproximado pode ter um pequeno erro, mas é um valor de referência. Em outras palavras, o índice de refração diminui com o aumento da temperatura e o índice de refração muda em cerca de 00,00045 para cada variação de 1 grau Celsius. Podemos calcular o índice de refração corrigido para 20 graus pela seguinte fórmula: nD(t)=nD(20) - 0.00045(t-20 grau )
onde nD(t) é o índice de refração medido experimentalmente na temperatura t. Isso mostra que quando a temperatura experimental é maior que 20 graus, nD(20) é maior que nD(t); enquanto que quando a temperatura experimental é inferior a 20 graus, nD(20) é menor que nD(t).
Exemplo: dado nD(t) =1.3667, t=25.2 grau , calcule nD(20).
nD(t)=nD(20) - 0.00045(t-20 grau )
nD(20)=10,3667 mais 0,00045(25,2 graus -20 graus )
{{0}},3667 mais 0,00045 × 5,2
=1.36904 Efeito do comprimento de onda da luz
O índice de refração de uma substância varia com o comprimento de onda da luz, com comprimentos de onda mais longos tendo um índice de refração menor e comprimentos de onda mais curtos tendo um índice de refração maior. A fonte de luz usada para medição é geralmente luz branca. Quando a luz branca é refratada pelo prisma e pelo líquido da amostra, devido aos diferentes comprimentos de onda de cada cor de luz, o grau de refração também é diferente. Após a refração, é decomposto em uma variedade de luzes coloridas. Esse fenômeno é chamado de dispersão. A dispersão da luz tornará a linha divisória entre claro e escuro no campo de visão pouco clara, resultando em erros de medição. Para eliminar a dispersão, um compensador de dispersão é instalado na extremidade inferior do tubo de observação do refratômetro Abbe.
Efeito da temperatura
O índice de refração de uma solução muda com a temperatura, o índice de refração diminui à medida que a temperatura aumenta e aumenta à medida que a temperatura diminui. A escala no refratômetro é gravada na temperatura padrão de 20 graus. Portanto, é melhor medir o índice de refração a 20 graus. Caso contrário, a correção de temperatura deve ser realizada nos resultados da medição. Quando exceder 20 graus, adicione o número de correção; quando for inferior a 20 graus, subtraia o número de correção
