РЕФРАКТОМЕТР

РЕФРАКТОМЕТР

(от лат. rei'ractus - преломлённый и греч. metreo- измеряю) - прибор для измерения показателей преломления га веществ (жидких, <твёрдых, газообразных). Существует неск. видов Р., принцип действия к-рыхоснован на следующих методах: методе прямого измерения углов преломлениясвета при прохождении им границы раздела двух сред; методе, основанномна явлении полного внутреннего отражения (ПВО) света; интерференц. <методе (см. Интерференция света).

Для измерения п по углу преломления образцу из исследуемого материалапридают форму призмы с преломляющим углом и, добиваясь поворотом призмы мин. угла отклонения луча (рис. 1, а), что имеет место при равенстве углов входа луча в призму i₁ и выхода из неё i₂, вычисляют . по ф-ле

Для определения этим методом п жидкости её заливают в тонкостеннуюпризматич. кювету или в призматич. выемку в материале с известным показателемпреломления N (рис. 1, б). При и величина п жидкости связана с измеряемым углом выхода соотношением

Рис. 1. Схема измерения п по углу преломления.

Рис. 2. Схема измерения п с использованием явления полного внутреннегоотражения.

Точность определения п этим методом ~10^-5, минимальноизмеряемые разности п двух веществ ~10^-7. При использованиидля измерения п явления ПВО образец измеряемого материала приводитсяв оптический контакт с эталонной призмой из материала с высокими заранее точно известным показателем преломления N (рис. 2). Светможет направляться как со стороны образца, так и со стороны призмы. В обоихслучаях в определённом и очень узком интервале углов падения пучка лучейна границу раздела образца и призмы в поле зрения наблюдательной зрительнойтрубы появится граница, разделяющая тёмный и светлый участки поля и соответствующаяпредельному, или критическому, углу падения луча: 1 - 1', 2 - 2' - ходлучей при освещении со стороны исследуемого образца; 1 - 1' - предельныйлуч, соответствующий углу в материале призмы; 3 - 3', 4 - 4', 5 - 5' - ход лучей при освещении состороны призмы; 4 - 4' - предельный луч, при падении к-рого под углом на границу раздела призмы и образца происходит ПВО; А и В - схематич. <изображения поля зрения наблюдат. трубы; п связан с измеряемым углом между направлением предельного угла и нормалью к грани призмы ф-лой

где - преломляющийугол призмы. Точность метода, использующего ПВО, ~10^-5. Примером?.,основанного на ПВО, является Аббе рефрактометр.

В интерференц. методах разность сравниваемых сред определяют по числу порядков интерференции лучей, прошедшихчерез эти среды. На рис. 3 дана схема, поясняющая принцип действия интерференц. <Р.

Рис. 3. Принцип действия интерференционного рефрактометра.

Две части светового луча, проходя через кюветы длиной l, заполненныевеществами с различными п, приобретают разность хода и, сведённыевместе, дают интерференц. картину (схематически показана справа). Разность , где - длина волны света, k - число интерференц. порядков. Точность этихметодов достигает 10^-7-10^-8. Их применяют, напр.,при измерениях п газов и разбавленных растворов. Примерами Р., основанныхна интерфоренц. методе, являются интерферометр Жамена, интерферометрРэлея.

Р. широко применяют в физ. химии для определения состава и структурывещества, а также для контроля качества и состава разл. продуктов в хим.,фармацевтич., пищевой и др. отраслях промышленности. Знание градиентов п позволяет производить расчёт градиентов плотности и концентрации. <Р. используют при проверке однородности твёрдых образцов и жидкостей ваэро- и гидродинамич. исследованиях. Особое значение имеют Р. в оптич. <промышленности, т. к. п и дисперсия стекла и др. оптич. материаловявляются их важнейшими характеристиками.

Лит.: Иоффе Б. В., Рефрактометрические методы химии, 2 изд.,Л., 1974; Шишловский А. А., Прикладная физическая оптика, М., 1961. М. <В. Лейкин.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988.