Refraktometr (rys. 2a) jest przeznaczony do pomiaru współczynnika załamania roztworów różne substancje. Zasada działania refraktometru przy pomiarze współczynnika załamania przezroczystych roztworów polega na pomiarze granicznego kąta załamania na granicy badanej cieczy i szklanego pryzmatu o znanym współczynniku załamania. Refraktometr składa się z dwóch pryzmatów: pomocniczego pryzmatu składanego (1) o matowym wykończeniu; twarz (2) i pryzmat pomiarowy (3). Pomiędzy nimi znajduje się cienka szczelina o grubości 0,1 mm, w którą umieszcza się kilka kropel badanej cieczy (4). Mierzy się graniczny kąt załamania na granicy pryzmatu do pomiaru cieczy. Wbudowany kompensator pozwala na wykonanie granicy światła - cienia czarno-białego po oświetleniu białym światłem. Odczytów dokonuje oko (7).
Refraktometr działa w następujący sposób. Wiązka światła przechodzi przez pomocniczy pryzmat składany (1) i jest rozpraszana na dolnej powierzchni (2). W tym przypadku promienie rozproszone rozchodzą się we wszystkich kierunkach, w tym równolegle do powierzchni pryzmatu pomiarowego (3) (rys. 26).
Ponadto promienie te są załamywane na granicy cieczy (4) - pryzmat pomiarowy (3) i po przejściu przez ten pryzmat (3) wchodzą do urządzenia (5). Jeśli granica jasnego cienia okazała się być kolorowa i zamazana, użyj kompensatora (6), aby uzyskać ostrą czarno-białą granicę. Konstrukcja czytnika pozwala, po przekręceniu specjalnej dźwigni, połączyć obwódkę światłocieni z markerem czytnika. W tym samym czasie znacznik pokazuje bezpośrednio wartości współczynnika załamania światła na wbudowanej skali .
Ryż. 2.a, b - schemat blokowy refraktometru: 1 - pomocniczy pryzmat składany z matową powierzchnią dolną (2); 3 - pryzmat pomiarowy; 4 - badana ciecz; 5 - urządzenie do czytania; 6 - kompensator; 7 - oko; b - schemat rozpraszania światła przez matową dolną powierzchnię (2) składanego pryzmatu
Urządzenie i przeznaczenie endoskopu
Endoskopia- medyczna metoda badania narządów jamy brzusznej ciała (np. pęcherza, przełyku, żołądka) poprzez bezpośrednie ich badanie poprzez wprowadzenie do nich specjalne narzędzia- tzw. endoskopy. Endoskop to właściwie mikroskop o niewielkim wzroście, przystosowany do wprowadzania do wnęki, czyli mający małą średnicę przy świetna długość rura.
Ryż. 3. Propagacja wiązki w światłowodzie
Obecnie szeroko stosowane są endoskopy elastyczne, w których do transmisji obrazu nie stosuje się systemu soczewek, ale światłowody - nici szklane o średnicy 10-50 mikronów.
Światłowody elastyczne opierają się na zjawisku całkowitego wewnętrznego odbicia światła. Włókno szklane w światłowodzie jest otoczone osłoną wykonaną z innej substancji o niższym współczynniku załamania światła (rys. 3a). W rezultacie promienie padające na powierzchnię styku dwóch mediów pod kątem a > a pvo rozchodzą się wzdłuż rdzenia światłowodu bez jego opuszczania (rys. 36). W ten sposób światłowód umożliwia przepuszczanie światła do znaczne odległości zarówno ścieżki proste, jak i zakrzywione.
Przy użyciu oddzielnego światłowodu o średnicy 5-20 mikronów wygodnie jest oświetlić wnęki, ale niewygodne jest uzyskanie obrazu obiektów. Dlatego z reguły obraz przedmiotów przenoszony jest za pomocą wiązki włókna szklanego złożonej z pojedynczych włókien.
Co to jest refraktometr?
Refraktometr - przyrząd optyczny, który mierzy współczynnik załamania światła w ośrodku. Refraktometria, wykonywana za pomocą refraktometrów, jest jedną z powszechnych metod identyfikacji związków chemicznych, ilościowych i analiza strukturalna, oznaczanie parametrów fizykochemicznych substancji.
Działanie refraktometru opiera się na pomiarze współczynników załamania światła w różnych mediach. Jeśli gęstość substancji wzrasta, proporcjonalnie wzrasta jej współczynnik załamania światła (na przykład, gdy cukier rozpuszcza się w wodzie). Refraktometr odczytuje względną „masę” próbki w porównaniu z wodą destylowaną.
Skieruj refraktometr w kierunku naturalnego światła dziennego i spójrz przez okular. Zobaczysz okrągły obszar (pole) wyśrodkowany na dole. (Rysunek 1 przedstawia wagę bez płynu kalibracyjnego lub innego płynu). |
 |
Dokręć śrubę kalibracyjną, aż granica między górnym niebieskim obszarem a dolnym białym obszarem spotka się dokładnie na zerze. |
 |
 |
Obrazek 1 Ten rysunek ilustruje to, co możesz zobaczyć w okularze bez żadnego wzoru. Zauważ, że cała skala jest pomalowana na niebiesko. Podczas oglądania upewnij się, że używasz naturalnego światło dzienne. Nie należy wykonywać odczytów w obecności światła fluorescencyjnego. |
 |
Rysunek 2 Oto, co widzisz po skalibrowaniu refraktometru. Zwróć uwagę, że po prawidłowej kalibracji niebiesko-biała skala powinna znajdować się dokładnie na zero, gdy jako próbkę stosuje się wodę destylowaną. |
 |
Rysunek 3 Ten przykład pokazuje skalę pomiaru soku winogronowego. Widać, że miernik pokazuje 23% Brix, najwięcej odpowiedni czas zrobić wino! Po zakończeniu pomiaru wyczyść i osusz refraktometr. |
Konserwacja refraktometru
Dokładny pomiar zależy od starannej i prawidłowej kalibracji. Przypomnienie, że różnice między temperaturą otoczenia a temperaturą próbki zmniejszają dokładność odczytu. Pamiętaj, aby odczekać około 30 sekund przed wykonaniem odczytów.
Nie zanurzaj przyrządu w wodzie ani nie pozwól, aby woda dostała się do jego wnętrza.
Nie mierz tym przyrządem żrących lub żrących chemikaliów, ponieważ mogą one uszkodzić powłokę pryzmatu.
Czyść przyrząd między każdym pomiarem za pomocą miękkiej szmatki.
Refraktometr jest przyrządem optycznym. Wymaga ostrożnego obchodzenia się i przechowywania. Przy ostrożnym stosowaniu i prawidłowe przechowywanie to narzędzie zapewni niezawodne działanie przez wiele lat.
Temperatura powietrza podczas kalibracji powinna wynosić 20°C. Jednak wiele nowoczesne modele są dostępne z ATC (automatyczną kompensacją temperatury), dzięki czemu nie musisz się martwić o temperaturę powietrza podczas kalibracji i temperaturę próbki.
Źródła: www.grapestompers.com, www.patech.ru
Wykorzystywany jest również podczas korekcji wzroku za pomocą okularów lub soczewek kontaktowych.
Urządzenie jest kompletnym systemem do konwersji i rejestracji promieniowania podczerwonego. W oparciu o takie wskaźniki promieniowania odbitego, jak natężenie i długość fali, specjalny program urządzenia wykonuje obliczenia. Wyniki dekodowania wskażą załamanie (moc załamania) ośrodka optycznego oka.
Aby zrozumieć, dlaczego badanie jest wykorzystywane w okulistyce, należy znać urządzenie i podstawowe zasady działania refraktometru.
Opierają się na tych kluczowych punktach:
Istnieje kilka wskazań medycznych do prowadzenia badań za pomocą specjalnego automatycznego analizatora:
Badanie z użyciem refraktometru jest również konieczne, gdy konserwatywne metody korekcja wzroku. Bez wątpienia badanie na urządzeniu jest przepisywane podczas noszenia i w celu monitorowania przebiegu leczenia.
Refraktometria to zabieg ambulatoryjny wykonywany w specjalnie wyposażonym pomieszczeniu. Badanie przeprowadzane jest w sposób bezkontaktowy, dlatego nie wymaga personel medyczny wstępne przygotowanie zgodnie z zasadami aseptyki i antyseptyki.
Aby uzyskać wiarygodny wynik, a także wyeliminować błędy, najpierw rozszerza się źrenicę za pomocą produkt leczniczy atropina. Należy do farmakologicznej grupy leków antycholinergicznych typu M i prowadzi do czasowego paraliżu mięśni oka zwężających źrenicę.
Atropina w postaci kropli do oczu jest przepisywana na 3 dni przed proponowanym badaniem. Oczy wkrapla się 2 razy dziennie w mniej więcej takich samych odstępach czasu (rano i wieczorem).
Podczas zabiegu pacjent siedzi na krześle przed urządzeniem i opiera głowę o specjalny ogranicznik. Lekarz prosi o skupienie się na czujnikach i nie poruszanie się.
Po uruchomieniu urządzenia czujniki emitują promieniowanie podczerwone, który odbija się od siatkówki, cofa się i jest rejestrowany. Czas trwania badania z automatyczny refraktometr nie przekracza dwóch minut na każde oko.
Po przeprowadzeniu badania za pomocą automatycznego urządzenia wydaje wydruk, na którym wyświetlane są główne wskaźniki w postaci wartości alfabetycznych i liczb.
Mają następujące dekodowanie:
Liczba wskaźników zależy od konkretnego modelu automatycznego refraktometru okulistycznego, który został użyty do badania.
Badanie przeprowadzane za pomocą urządzenia refraktometrycznego pozwala uniknąć błędów medycznych i trafnie postawić diagnozę. Oszczędza to czas lekarza i pacjenta. A dzięki bezkontaktowej refraktometrii eliminuje również fizyczny dyskomfort pacjenta.
Lista źródeł:
W pracy wykorzystano refraktometr Abbego, którego działanie opiera się na pomiarze granicznego kąta załamania. Schemat optyczny refraktometru pokazano na ryc. 4. Roztwór testowy umieszczamy pomiędzy płaszczyznami dwóch pryzmatów - oświetlenie 3 i mierzenie 4 wykonany ze szkła o wysokim współczynniku załamania światła ( n = 1.9 ). Duży współczynnik załamania pryzmatu pomiarowego utrzymuje stan n p < n st dla szerokiego zakresu gęstości mierzonych cieczy. Skala przyrządu jest skalibrowana do wartości n p =1.7 .Ze źródła 1 wiązka światła prowadzona jest przez kondensator 2 na powierzchni wejściowej pryzmatu oświetlającego. Mijanie pryzmatu oświetlającego 3, światło pada na matową przeciwprostokątną twarz AB dany pryzmat , przylega do cienkiej warstwy badanej cieczy. Matowa powierzchnia ma nieregularności, których wymiary to kilka długości fal. Światło jest rozpraszane przez te nierówności na całej powierzchni i po przejściu przez cienką warstwę roztworu pada na granicę „roztwór-szkło” pod różnymi kątami padania, tj. kąt padania waha się od 0 0 zanim 90 0 .
Na lustrzanej przeciwprostokątnej twarzy płyta CD pryzmat pomiarowy 4 światło jest załamywane (wielkość nierówności na tej powierzchni jest mniejsza niż długość fali). Ze względu na fakt, że n p < n st , kąt załamania waha się od zera do γ itp . Kątowy γ > γ itp promieniowanie nie jest obserwowane. Zatem przy kącie załamania równym γ itp , istnieje granica między światłem a cieniem. Wartość n p jest określana z relacji grzechγ itp = n p / n st , gdzie wartość n st znany.
Przebieg promieni świetlnych opuszczających pryzmat pomiarowy można łatwo uwzględnić podczas kalibracji urządzenia, ponieważ załamanie światła zachodzi na granicy „szkło-powietrze” , gdzie znane są współczynniki załamania obu mediów. Kąt załamania światła na tej granicy nie wpływa na dokładność pomiaru n p .
Ze względu na oświetlenie całej warstwy roztworu granica między światłem a cieniem jest dość ostro obserwowana. Dlatego ustawiając urządzenie do pracy, światło z oświetlacza musi być skierowane na pryzmat tak, aby równomiernie oświetlało całą powierzchnię twarzy. AB pryzmat rozpraszający. Aby określić kąt, pod jakim promienie wychodzą z pryzmatu pomiarowego, używany jest teleskop utworzony przez soczewkę. 6 i okular 9, światło wpada przez system pryzmatów widzenia bezpośredniego 5 . W tym przypadku wykorzystywana jest właściwość teleskopu polegająca na tym, że wpadające do niego promienie równolegle do jego osi są gromadzone w tylnym ognisku, gdzie umieszczona jest przezroczysta płytka 7 z nałożonym na nią siatkowym celownikiem. Celownik dokładnie odpowiada fokusowi.
Ryż. 4. Droga promieni w refraktometrze przy pomiarze współczynnika załamania metodą padającej wiązki.
Konstrukcja optyczna urządzenia: 1-źródło światła, 2-kondensor, 3-pryzmat świecący, 4-pryzmat pomiarowy, 5-pryzmat widzenia bezpośredniego, 6-obiektyw lunety, 7-siatka z krzyżem nitek, 8-podziałka, 9-okular lunety , 10-okularowe pole widzenia.
Pryzmaty i luneta celownicza są sztywno połączone i można je obracać względem pryzmatu pomiarowego. Kąt obrotu jest mierzony na stałej skali 8, znajduje się we wspólnej płaszczyźnie ogniskowej obiektywu i okularu. Skala jest wyskalowana w zakresie współczynnika załamania badanego roztworu na podstawie wzoru (6). Obracając teleskop można ustawić jego oś równolegle do promieni załamanych na krawędzi płyta CD pod kątem granicznym γ itp. W tym przypadku w polu widzenia okularu widoczne będą jasne i ciemne obszary, których granica będzie pokrywać się z celownikiem. Jasny obszar tworzą promienie załamane na krawędzi płyta CD pod kątami mniejszymi niż granica, a ciemny obszar powstaje z powodu braku promieni biegnących pod kątami większymi niż granica. Na skali wskaże położenie granicy światła i cienia utworzonego przez promienie załamane pod kątem granicznym 8 pożądana wartość współczynnika załamania światła roztworu.
Źródło światła 1 nie jest monochromatyczny. W związku z tym, ze względu na rozproszenie zarówno badanej substancji, jak i materiału pryzmatu pomiarowego (zależność ich współczynników załamania od długości fali światła), granica światła i cienia obserwowana przez lunetę jest rozmyta i podbarwiona. Aby wyeliminować ten efekt, zastosowano pryzmaty widzenia bezpośredniego. 5 , formowanie kompensator dyspersji. Pryzmaty są zaprojektowane tak, aby promienie o długości fali λ D= 589,3 nm (średnia wartość długości fali sodu) nie odbiegała podczas przechodzenia przez nie. Gdy jeden pryzmat jest obracany względem drugiego, zmienia się ich całkowita dyspersja, co umożliwia skompensowanie różnicy kątów wyjścia promieni o różnych długościach z pryzmatu pomiarowego i skierowanie ich do teleskopu równolegle do promieni o długości fali λ D. W tym przypadku granica światła i cienia okazuje się ostra, bezbarwna i daje wartość współczynnika załamania światła badanego roztworu n D na długości fali λ D .
Schemat refraktometru wykorzystanego w pracy do wyznaczania współczynnika załamania światła substancji ciekłych przedstawiono na rysunku 1.
Do pracy z refraktometrem dozwolone są osoby, które nauczyły się niezbędnych instrukcji. Kolejność działania na urządzeniu obejmuje:
1. Ustawienie punktu zerowego refraktometru na wodzie destylowanej. Granica światłocienia powinna znajdować się na podziałce 1.33299. Aby ustawić punkt zerowy, potrzebujesz:
Wypłukać komorę 6 wodą destylowaną i wytrzeć do sucha lnianą szmatką;
Nałóż jedną lub dwie krople wody destylowanej na płaszczyznę pryzmatu pomiarowego stopionym końcem szklanego pręta i zamknij pokrywę komory 6;
Zamknij przesłonę 7 i złóż lustro;
Obracając kołem zamachowym 2 ustawić obwódkę światłocienia w polu widzenia okularu 4;
Obróć koło zamachowe 5, aby ustawić ostrość granic światła i cienia;
Obracając koło zamachowe 2, ustaw granicę światłocienia dokładnie na krzyżyku i dokonaj odczytu na skali współczynnika załamania światła.
2. Pomiar współczynnika załamania światła badanej próbki przeprowadza się podobnie jak pomiar współczynnika załamania wody destylowanej przy ustalaniu punktu zerowego. Po zrównaniu granicy światła i cienia z krzyżykiem siatki następuje odczyt w skali współczynników załamania. Pomiar należy wykonać 3 razy. Ostatecznym wynikiem pomiaru jest średnia arytmetyczna z trzech zliczeń.
3. Po wykonaniu pomiarów przetrzeć komorę, wypłukać, wytrzeć do sucha. Delikatnie zamknij pokrywę komory.
rama; 2 - koło zamachowe; 3 - wtyczka; 4-okular; 5 - koło zamachowe; 6 - pryzmat oświetlenia kamery; 7 - amortyzator; 8 - iluminator; 9 - termometr; 10 - zasilanie; 11 - ramka pryzmatu pomiarowego; 12 - pakowanie
Rysunek 1 - Refraktometr IRF-454 B2M
1. Przestudiuj procedurę wykonywania eksperymentu i dokładnie zapoznaj się z zasadami pracy na refraktometrze i wadze analitycznej.
2. Zdobądź pozwolenie na pracę i zadanie do wykonania eksperymentu.
3. Wyznacz współczynnik załamania płynnych substancji organicznych na refraktometrze.
4. Wyznacz gęstość substancji za pomocą piknometru.
W tym celu wyznacz masę pustego piknometru g 0
, masa piknometru z badaną cieczą g w-va oraz masa piknometru z cieczą o znanej gęstości, w ta sprawa z wodą 
.
6. Po wyznaczeniu doświadczalnie załamania, gęstości i współczynnika załamania substancji porównaj uzyskane wartości z tabelarycznymi, wykorzystując informacje wizualne o stanie substancji (kolor, zapach) i wiedzę w tej dziedzinie Chemia organiczna. Wyciągnij wstępne wnioski na temat struktury substancji, wypisując z księgi referencyjnej substancje, które są zbliżone do wartości wskazanych parametrów.
7. Obliczyć załamanie substancji zgodnie z zasadą addytywności i ostatecznie określić jego strukturę.
8. Uporządkuj uzyskane wyniki w postaci tabel 1, 2, 3.
9. Ołów Miejsce pracy w porządku i przystąpić do przygotowania raportu.
Tabela 1 - Wyniki wyznaczania współczynnika załamania P i gęstość d w-va
|
Indeks refrakcja, P |
Wyniki gęstości roztworu |
|||||
|
Wyniki trzech pomiarów |
P Poślubić |
g 0 , G |
g w-va , G |
|
|
d w-va, g/ml |
Tabela 2 - Wyniki wstępnego określenia struktury substancji (według danych referencyjnych) o zbliżonych wartościach P oraz d w-va
Tabela 3 - Wyznaczanie załamania substancji R M
, G
, g/ml
