Рефракто́метр А́ббе — оптический прибор, предназначенный для измерения показателя преломления жидкостей и твёрдых тел. Этот тип рефрактометра изобретён Эрнстом Аббе в конце XIX в.

Описание и принцип работы

Принцип работы рефрактометра Аббе основан на явлениях, происходящих на границе раздела сред с разными показателями преломления при прохождении через границу светового пучка, а точнее на измерении угла полного внутреннего отражения или предельного угла преломления на плоской границе раздела известного и исследуемого веществ .

Рефрактометр состоит из коллимирующей системы и двух прямоугольных призм , между гипотенузными гранями которых находится небольшой зазор (около 0,1 мм). В зазор помещается исследуемая жидкость. Обе призмы должны иметь высокий показатель преломления ( ${\displaystyle n=1.7}$ для жёлтой линии натрия ${\displaystyle \lambda _{D}=589,3\,nm}$ ). В простейшей конструкции рефрактометра свет проникает через верхнюю откидную призму, чья гипотенузная грань матовая. После неё свет рассеивается и проходит сквозь исследуемую жидкость в большом интервале углов. В этом интервале будет луч, скользящий по поверхности нижней призмы, которому будет соответствовать предельный угол преломления . Лучи с бо́льшими углами преломления будут отсутствовать, поэтому выходящий из нижней призмы свет будет иметь резкую границу, если его источник был монохроматичным . Так как обычно источники света не монохроматичны, до окуляра располагают компенсатор из двух одинаковых призм Амичи , позволяющий компенсировать дисперсию призм и работать с источником белого света. При этом определяется показатель преломления для желтой линии натрия .

Коллимирующая система может состоять из зрительной трубы , установленной на бесконечность. В неё направляется выходной поток света из призм и там же просматривается шкала с показателями преломления. Поворотами призм выходные лучи направляют так, чтобы можно было одновременно видеть границу света и шкалу, после чего неизвестный показатель преломления жидкости определяется по положению резкой границы света и тени на шкале.

Призмы с образцом заключены в термостатирующую рубашку, а в современных рефрактометрах - оснащены модулем термокомпенсации, что позволяет проводить измерения при различных температурах.

Твердые образцы должны иметь плоскую поверхность, которой они прижимаются к грани основной призмы при откинутой вспомогательной, а в зазор между ними помещается капля иммерсионной жидкости , с показателем преломления более высоким, чем у исследуемого образца, но меньшим, чем у призмы. Часто в качестве такой жидкости применяется ( ${\displaystyle n=1.66}$ ). В случае прозрачной жидкости наблюдение ведется в проходящем свете, а в случае непрозрачной жидкости или твердого тела - в отраженном .

Применение

При помощи приборов такого типа могут быть измерены показатели преломления жидких сред, твердых образцов, полимеров, тонких пленок, а также двулучепреломление кристаллов. Для универсального рефрактометра типа ИРФ-22 интервал измеряемых показателей преломления составляет от 1,3 до 1,7, относительная точность измерения ${\displaystyle \pm 2\cdot 10^{-4}}$ , для рефрактометра ИРФ-464, предназначенного для определения процентного содержания белка и других нежировых компонентов в молоке диапазон измерений показателя преломления 1,325-1,360, предел допускаемой основной абсолютной погрешности ${\displaystyle \pm 2.5\cdot 10^{-4}}$ .

Примечания

Ссылки

• (неопр.) . Астронет. Дата обращения: 17 января 2012.
• (неопр.) . Лабораторная работа . МФТИ (2005). Дата обращения: 17 января 2012. 18 мая 2012 года.