Refraktometr jest przyrządem optycznym przeznaczonym do pomiaru stężenia roztworów, który opiera się na zjawisku załamania światła.
Refraktometria to metoda badania substancji polegająca na określeniu współczynnika (współczynnika) załamania światła (refrakcji) i niektórych jego funkcji. Refraktometria (metoda refraktometryczna) służy do identyfikacji związków chemicznych, ilościowej i analiza strukturalna, oznaczanie parametrów fizykochemicznych substancji.
Klasyfikacja:
1. Przemysłowy
2. Laboratorium
3. Przenośny cyfrowy
4. Przenośny, ręczny
Refraktometry przemysłowe i laboratoryjne przeznaczone są do badania substancji w laboratoriach naukowych oraz monitorowania procesów technologicznych w produkcji. Oni mają wysoka celność wymiary, ale także stosunkowo duże rozmiary.
Przenośne refraktometryprzeznaczone do operacyjnej kontroli substancji w warunkach laboratoryjnych, produkcyjnych lub terenowych. Z kolei refraktometry przenośne można podzielić na cyfrowe i ręczne.
Przenośne refraktometry cyfrowe są zwykle wyposażone w wyświetlacz ciekłokrystaliczny, który wyświetla zmierzone wyniki. Najczęściej też mają Dodatkowe opcje, takie jak jednoczesny pomiar gęstości i współczynnika załamania światła roztworu, przeliczanie wyników na różne jednostki miary, utrzymywanie temperatury próbki itp.
Refraktometry ręczne (niecyfrowe) są zwykle bardziej kompaktowe i nie posiadają żadnych układów elektronicznych ani baterii (z wyjątkiem niektórych modeli podświetlanych), co sprawia, że są łatwe w użyciu do pomiarów nie tylko na produkcji, ale także w pracy. dom. Obecnie takie refraktometry są bardzo popularne ze względu na ich dokładność, łatwość obsługi, przenośność i niską przystępną cenę.
Na czym opiera się zasada działania refraktometru?
Zasada działania refraktometruopiera się na wykorzystaniu zjawiska załamania (załamania) strumienia świetlnego. Kiedy promień światła przechodzi z jednej substancji do drugiej, odchyla się od kierunku prostoliniowego o pewien kąt. Stosunek kąta wejścia wiązki światła do substancji i jej kąta załamania na granicy dwóch ośrodków nazywa się współczynnikiem załamania światła.
Budowę typowego refraktometru pokazano schematycznie na poniższym rysunku. Głównym elementem optycznym refraktometru jest pryzmat, na który nanoszona jest substancja badana. Pryzmat składa się z materiału o wysokim współczynniku załamania światła.
Dzięki temu padające światło przechodzące przez substancję i pryzmat załamuje się pod wystarczająco dużym kątem. Następnie, poprzez układ soczewek optycznych, światło pada na skalę refraktometru (koło stopniowane). W zależności od kąta załamania wiązka światła pojawia się wyżej lub niżej na skali urządzenia. Oświetlona część skali będzie jasna; część, w którą wiązka światła nie trafi, będzie ciemna. Kąt załamania światła zależy od składu roztworu i jego stężenia. Zatem na podstawie położenia granicy światła i cienia można jednoznacznie określić współczynnik załamania światła, czyli gęstość optyczną badanego roztworu.
Należy jednak pamiętać, że współczynnik załamania światła substancji zależy również od temperatury. Niektóre modele refraktometrów ręcznych uwzględniają wpływ temperatury wykorzystując funkcję ATC (automatycznego systemu kompensacji temperatury). Wewnątrz ich ciała znajduje się bimetaliczna płyta. Kurczy się lub rozszerza w zależności od zmian temperatury. Płytka bimetaliczna połączona jest z układem optycznym refraktometru, poruszając się nim płynnie wraz ze zmianą temperatury. Wielkość przesunięć oblicza się w taki sposób, aby całkowicie skompensować wpływ temperatury na współczynnik załamania światła substancji. Kupując refraktometr, należy zwrócić uwagę na obecność funkcji ATC. Jeśli go nie ma, konieczne jest skorzystanie ze specjalnych tabel w celu przeliczenia uzyskanych wartości w zależności od temperatury otoczenia.
Wykonywanie pomiarów
Ręczny refraktometr należy skalibrować przed wykonaniem pomiarów. Większość refraktometrów do kalibracji wykorzystuje wodę destylowaną. Za pomocą pipety na pryzmat główny nanosi się kilka kropel wody, po czym zamyka się szkiełko ochronne. W takim przypadku musisz upewnić się, że woda pod szkło ochronne równomiernie pokrywa powierzchnię pryzmatu, nie pozostawiając pęcherzyków powietrza. Następnie za pomocą śruby kalibracyjnej (lub w przypadku większej proste modeleśruba kalibracyjna) skala urządzenia jest ustawiona na 0,0. Po kalibracji pryzmat należy dokładnie przetrzeć miękką ściereczką (zaleca się użycie ściereczki do soczewek okularowych, jej materiał nie uszkodzi soczewki refraktometru). Refraktometr jest teraz gotowy do pomiarów. Jeśli skala refraktometru nie zaczyna się od zera (0 to woda destylowana), wówczas refraktometr kalibruje się za pomocą specjalnego oleju.
Aby przeprowadzić pomiary, wykonuje się te same czynności, co podczas kalibracji, z tą różnicą, że zamiast wody destylowanej na pryzmat urządzenia nanosi się roztwór testowy. Śruba kalibracyjna pozostaje w swoim pierwotnym położeniu. Po nałożeniu roztworu należy odczekać 30 sekund, aż temperatura roztworu zrówna się z temperaturą urządzenia. Następnie refraktometr kieruje się na źródło światła ( światło dzienne lub żarówki) i dokonać odczytu.
Po dokonaniu pomiarów pryzmat należy ponownie przetrzeć miękką szmatką. Ręczny refraktometr nie można umieścić w wodzie; Może to spowodować przedostanie się wody do urządzenia i zmętnienie skali. Nie używaj refraktometru do pomiaru substancji twardych lub żrących, gdyż mogą one uszkodzić powłokę pryzmatu. Nie należy również mierzyć bardzo gorących roztworów, ponieważ główna soczewka może spaść. Dla większości refraktometrów graniczna temperatura wynosi 50°C.
Zastosowanie refraktometrów
Refraktometry szeroko stosowany w różne obszary ludzka aktywność. Poniżej wymieniono niektóre z najczęstszych zastosowań refraktometrów:
W branży spożywczej:
1. kontrola jakości ;
2. oznaczanie udziału masowego rozpuszczalnych substancji suchych w przetworach owocowo-warzywnych;
W medycynie:
1. oznaczanie białka w surowicy krwi;
2. oznaczenie gęstości moczu, płynu podsiatkówkowego oka;
Proces pomiaru stężenia różne substancje Metoda pomiaru załamania światła i określania współczynnika załamania światła ma swoją nazwę - refraktometria. Urządzenia wykorzystujące w swojej pracy zasadę refraktometrii nazywane są refraktometrami. Refraktometry znajdują szerokie zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu: do identyfikacji związków chemicznych, wyznaczania parametrów fizykochemicznych, do analiz ilościowych i strukturalnych. W przemyśle spożywczym - do pomiaru zawartości alkoholu w wyrobach alkoholowych należy kontrolować zawartość cukru produkcja cukru- ogólnie rzecz biorąc, w celu ustalenia jakości produkty żywieniowe. W farmakologii refraktometry służą do oznaczania ilości glukozy w płynach biologicznych i leków w roztworach. Zalety refraktometrycznych metod chemicznych analiza ilościowa- szybkie pomiary, niskie zużycie substancji i wysoka dokładność.
Cel pracy: Metoda refraktometryczna jako metoda analizy substancji leczniczych. Znaczenie stosowania refraktometrów i polarymetrów ATAGO w farmacji, a zwłaszcza w aptekach.
Współczynnik załamania światła (współczynnik załamania światła) to stosunek prędkości światła w próżni do prędkości światła w badanej substancji (bezwzględny współczynnik załamania światła). Współczynnik załamania światła zależy od temperatury i długości fali światła, przy których dokonuje się oznaczenia. W roztworach współczynnik załamania światła zależy również od stężenia substancji i charakteru rozpuszczalnika. W tym przypadku w praktyce wyznacza się tzw. względny współczynnik załamania światła (n), który oblicza się jako stosunek sinusa kąta padania wiązki (α) do sinusa kąta załamania (β ) dla dwóch stykających się mediów.
Współczynnik załamania światła jest również równy stosunkowi prędkości propagacji światła w tych ośrodkach:
W warunkach laboratoryjnych zwykle wyznacza się tzw. względny współczynnik załamania światła (RI) substancji względem powietrza. PP mierzy się za pomocą refraktometrów różne systemy. Wcześniej pomiary RI wykonywano najczęściej za pomocą refraktometrów Abbego, które działają na zasadzie całkowitego wewnętrznego odbicia, gdy światło przechodzi przez granicę między dwoma ośrodkami o różnych współczynnikach załamania światła. Obecnie w laboratoriach coraz częściej można spotkać automatyczne refraktometry. Seria ATAGO RX.
Zakres zmierzonych współczynników RI mierzonych w świetle przechodzącym za pomocą refraktometrów Abbego wynosi 1,3000 – 1,7000. Jeśli konieczne jest przesunięcie granic zakresów, stosuje się specjalne modele o niskich lub wysokich zakresach, a także refraktometry Abbego o wielu długościach fal.
Zakres mierzonych PPs mierzonych na refraktometrach automatycznych serii RX wynosi 1,32500 – 1,70000. Dokładność pomiaru współczynnika załamania światła nie może być mniejsza niż ±2,10-4. Wartość współczynnika załamania światła zależy od rodzaju substancji, długości fali światła, temperatury, w której dokonuje się pomiaru oraz stężenia substancji w roztworze. Zazwyczaj pomiary współczynnika załamania światła wykonuje się przy długości fali światła 589,3 nm (linia D widma sodu). Jednak w niektórych przypadkach stosuje się różne długości fal w zakresie od 450 nm do 1550 nm. Bardzo ważny warunek definicja PP to zgodność reżim temperaturowy. Zazwyczaj oznaczanie przeprowadza się w temperaturze 20 stopni Celsjusza. W temperaturach powyżej 20 stopni wartość PP maleje, w temperaturach poniżej 20 stopni wartość PP wzrasta.
Korektę temperaturową oblicza się ze wzoru: n1=n20+(20-T)*0,0002
Współczynnik załamania światła mierzony w temperaturze 20°C i przy długości fali światła 589,3 nm jest oznaczony jako n20. Współczynnik załamania światła można wykorzystać jako stałą w celu określenia ich autentyczności i czystości leki które mają charakter płynny. Metoda refraktometryczna jest szeroko stosowana w analizie farmaceutycznej do ilościowego określenia stężenia substancji w roztworze, które można odczytać z wykresu współczynnika załamania światła roztworu w funkcji stężenia. Na wykresie wybierz przedział stężeń, w którym jest to obserwowane zależność liniowa pomiędzy współczynnikiem załamania światła a stężeniem. Metodę tę można zastosować w praktyce kontroli wewnątrzaptekacyjnej.
Zależność współczynnika załamania światła od stężenia substancji w procentach wyraża się wzorem:
gdzie n i n0 są współczynnikami załamania światła roztworu i rozpuszczalnika; C oznacza stężenie substancji w roztworze; F jest współczynnikiem współczynnika załamania światła.
Współczynnik załamania światła roztworu jest sumą współczynnika załamania rozpuszczalnika i współczynnika załamania rozpuszczonych substancji.
Wartości współczynników i współczynników załamania światła dla różnych stężeń roztworów substancji leczniczych podane są w tabelach refraktometrycznych, które są dostępne w instrukcji kontroli wewnątrzaptekacyjnej. Korzystanie z tabel znacznie upraszcza obliczenia.
Zależność współczynnika załamania światła wodnych roztworów niektórych substancji od stężenia: W refraktometrii stosuje się dwie metody obliczania stężenia substancji w roztworze na podstawie zmierzonego współczynnika załamania światła.
Wartość współczynnika załamania światła pobierana jest z tablic refraktometrycznych.
Po zmierzeniu współczynnika załamania światła w tabeli znajduje się odpowiednia wartość stężenia. Jeżeli w tabeli nie podano zmierzonego współczynnika załamania światła, przeprowadza się interpolację. Metodę refraktometryczną stosuje się do ilościowego oznaczania stężonych roztworów. Skoncentrowane roztwory to roztwory robocze substancji leczniczych (DS) o określonym, wyższym stężeniu niż te roztwory przepisywane w aptekach.
Przygotowując stężone roztwory należy unikać stężeń zbliżonych do nasyconych, ponieważ Gdy temperatura roztworu spada, możliwa jest krystalizacja rozpuszczonej substancji.
Odchylenia dopuszczalne w koncentratach:
1) Stężenie roztworu okazało się wyższe niż wymagane.
Objętość wody potrzebną do rozcieńczenia powstałego roztworu oblicza się ze wzoru:
gdzie X to ilość wody potrzebna do rozcieńczenia przygotowanego roztworu (ml); A to objętość przygotowanego roztworu (ml); B - wymagane stężenie roztworu (%); C to rzeczywiste stężenie roztworu (%).
2) Stężenie roztworu okazało się niższe niż wymagane.
Masę leku wzmacniającego powstały roztwór oblicza się za pomocą wzoru:
gdzie X jest masą substancji, którą należy dodać do roztworu (g); A to objętość przygotowanego roztworu (ml); B - wymagane stężenie roztworu (%); C to rzeczywiste stężenie roztworu (%); ρ20 - gęstość roztworu w 20°C (g/ml, g/cm3)
Płyn NAR-1T 
DR-A1 Refraktometry serii NAR lub DR-A1 przeznaczone są do pomiaru współczynnika załamania światła i średniego rozproszenia cieczy niekorozyjnych. Są to urządzenia bardzo wysokiej jakości. Łatwe w utrzymaniu. Minimalna zawartość. Faktycznie materiały eksploatacyjne do tych refraktometrów - żarówka (źródło światła). Refraktometry ATAGO serii NAR lub DR-A1 mają zastosowanie:
Do określenia proporcji suchych substancji w różnych brzeczkach (GOST 5900-73), syropie agarowo-cukrowym, syropie na marmoladę, piankach, kremach i piernikach.
Do oznaczania udziału masowego rozpuszczalnych substancji stałych przez sacharozę (% Brix) w przetworach owocowo-warzywnych, do oznaczania procentowej zawartości tłuszczu w produktach stałych (pierniki, gofry czy wypieki) oraz zawartości soli.
4. Przy obsłudze urządzeń refraktometry ATAGO służą do określania z większą dokładnością stężenia objętościowego płynu antykrystalizującego „IM”, który dodawany jest do paliwa lotniczego w ilości od 0,1 do 0,3%. Dalsze przetwarzanie wyników odbywa się zgodnie z „ Zalecenia metodologiczne z analizy jakości paliw i smarów w lotnictwie cywilnym” Część II s. 159. Doświadczenie w stosowaniu refraktometrów wykazało, że urządzenia te znacznie skracają czas i zwiększają wiarygodność uzyskiwania analiz zawartości procentowej cieczy „IM” w paliwo lotnicze.
Automatyczne refraktometry Automatyczny refraktometry laboratoryjne Sterowane mikroprocesorem serie RX przeznaczone są do badania stężenia szerokiej gamy mediów ciekłych o niskiej i wysokiej lepkości, niezależnie od przejrzystości i koloru. Seria RX zapewnia wysoką dokładność pomiaru, precyzyjną kontrolę temperatury. Cały proces pomiarowy (ogrzewanie/chłodzenie) odbywa się automatycznie. Wystarczy nacisnąć klawisz Start. Urządzenie automatycznie mierzy współczynnik załamania światła próbki roztworu, oblicza jej stężenie i wyświetla wynik na cyfrowym ekranie LCD. Seria RX-I wyposażona jest w ekran wykonany w technologii Touch Screen - ekran dotykowy, całe sterowanie urządzeniem odbywa się z ekranu. Automatyczne refraktometry serii RX mogą zarówno podgrzewać/chłodzić próbkę za pomocą wbudowanych elementów Peltiera, jak i korzystać z funkcji automatycznej kompensacji temperatury podczas wykonywania pomiarów. Idealnym przyrządem dla farmaceutów z tej serii jest refraktometr automatyczny RX-9000-i oraz RX-5000-i Plus.
Alkohol etylowy (etanol, Spiritus aethylicus) to jeden z najpowszechniej stosowanych rozpuszczalników organicznych w praktyce medycznej i farmaceutycznej. Etanol ma właściwości bakteriostatyczne i bakteriobójcze. Szeroko stosowany do otrzymywania nalewek, ekstraktów, postaci dawkowania do użytku zewnętrznego. Jakość roztworów alkoholowych zależy od stężenia alkoholu, w którym rozpuszcza się lek. W każdym przypadku wymagane jest optymalne stężenie, przy którym substancja lecznicza nie wytrąca się. Dlatego przygotowuje się roztwory wodno-alkoholowe o różnym stężeniu alkoholu. Ilościową zawartość alkoholu etylowego można łatwo określić metoda refraktometryczna. Istnieje wyraźna zależność pomiędzy stężeniem alkoholu etylowego a współczynnikiem załamania światła. Wiadomo, że współczynnik załamania światła zależy od temperatury, długości fali światła, rodzaju substancji i rozpuszczalnika oraz stężenia substancji. Zatem współczynnik załamania wodnych roztworów alkoholu od 1% do 70% ma charakterystykę liniową, co oznacza, że można łatwo zmierzyć stężenie za pomocą refraktometru. ATAGO produkuje specjalne refraktometry do pomiaru stężenia alkoholu. Generalnie są to zwykłe refraktometry, jednak w procesor wbudowany jest specjalny współczynnik korekcyjny, pozwalający na natychmiastowe wyświetlenie na wyświetlaczu stężenia roztworu wodno-alkoholowego z pominięciem współczynnika załamania światła. Przy stężeniach od 70% do 96% zależność jest nieliniowa. Zatem metodą refraktometryczną można określić zawartość alkoholu w zakresie od 1% do 70%.
Rozważmy zastosowanie refraktometrów do produkcji i analizy 10% roztworu gliceryny do wstrzykiwań: Roztwór gliceryny 10% gliceryny (w przeliczeniu na bezwodną) 100 g
1. Chlorek sodu 9,0 g Woda do 1 litra.
Produkcja. Gliceryna kupowana jest od dostawców ( premia, dynamit) o zawartości ilościowej 86-90%, 94-98% i więcej. Dlatego, aby obliczyć ilość początkowej gliceryny, należy dokładnie wiedzieć, jaki jest w niej udział masowy substancji bezwodnej. Refraktometr służy do dokładnego pomiaru stężenia glicerolu. Współczynnik załamania pierwotnej gliceryny n=1,4569 odpowiada ułamkowi masowemu substancji bezwodnej wynoszącemu 89%. Początkowa ilość gliceryny potrzebna do sporządzenia roztworu, zgodnie z przepisem, wynosi 68:
2. Masa gliceryny = 100 g / 0,89 = 112,36 g.
Ilościowe oznaczanie gliceryny w roztworze. Obliczamy stężenie gliceryny: Sglitz = /Fglitz
gdzie n jest współczynnikiem załamania światła roztworu; n0 to współczynnik załamania światła oczyszczonej wody, mierzony w tej samej temperaturze; СNaCl to stężenie chlorku sodu w roztworze, określone metodą argentometryczną; FNaCl jest współczynnikiem załamania światła roztworu chlorku sodu dla znalezionego stężenia; Fgli to współczynnik załamania światła 10% roztworu gliceryny (0,001156).
W przemysł farmaceutyczny Za pomocą refraktometrów ATAGO można badać wodne roztwory różnych leków: chlorku wapnia (0% i 20%); nowokaina (0,5%, 1%, 2%, 10%, 20%, 40%); efedryna (5%); glukoza (5%, 25%, 40%); siarczan magnezu (25%); chlorek sodu (10%); kordiamina itp.
Jeżeli dla jednej z substancji zawartych w roztworze współczynnik współczynnika załamania światła jest nieznany lub jego nieznaczne stężenie nie pozwala na uzyskanie dokładnych danych, należy przygotować roztwór kontrolny zawierający tę substancję w stężeniu określonym metodą miareczkową.
Refraktometry i polarymetry japońskiej firmy ATAGO znalazły zastosowanie we wszystkich gałęziach przemysłu Federacji Rosyjskiej. Refraktometry i polarymetry ATAGO znajdują się w państwowym rejestrze przyrządów pomiarowych Federacji Rosyjskiej. Pozwala to na zastosowanie urządzeń ATAGO w najściślej kontrolowanych obszarach produkcji – takich jak np. farmaceutyka.
Stosuje się go również podczas korekcji wzroku okularami lub soczewkami kontaktowymi.
Urządzenie stanowi kompletny system przetwarzania i rejestracji promieniowania podczerwonego. Na podstawie wskaźników promieniowania odbitego, takich jak natężenie i długość fali, specjalny program urządzenia przeprowadza obliczenia. Wyniki dekodowania wskażą załamanie (moc refrakcyjną) ośrodka optycznego oka.
Aby zrozumieć, dlaczego badania wykorzystuje się w okulistyce, należy poznać budowę i podstawowe zasady działania refraktometru.
Opierają się na następujących kluczowych punktach:
Istnieje kilka wskazań medycznych do przeprowadzenia badań za pomocą specjalnego automatycznego analizatora:
Konieczne są także badania przy użyciu refraktometru metody konserwatywne korekcja wzroku. Podczas noszenia urządzenia obowiązkowe jest badanie urządzenia w celu monitorowania postępu leczenia.
Refraktometria jest zabiegiem ambulatoryjnym wykonywanym w specjalnie wyposażonym gabinecie. Badanie przeprowadzane jest w sposób bezkontaktowy, zatem nie wymaga personel medyczny wstępne przygotowanie zgodnie z zasadami aseptyki i środków antyseptycznych.
Aby uzyskać wiarygodny wynik, a także wyeliminować błędy, najpierw rozszerza się źrenicę za pomocą medycyna atropina. Należy do grupy farmakologicznej leków M-antycholinergicznych i powoduje przejściowe porażenie mięśni oka zwężających źrenicę.
Atropinę w postaci kropli do oczu przepisuje się na 3 dni przed planowanym badaniem. Krople do oczu wkrapla się 2 razy dziennie w mniej więcej równych odstępach czasu (rano i wieczorem).
Podczas zabiegu pacjent siedzi na krześle przed urządzeniem, a głowę opiera o specjalny ogranicznik. Lekarz prosi, abyś skupił wzrok na czujnikach i nie poruszał się.
Po rozpoczęciu pracy urządzenia czujniki emitują sygnał promieniowanie podczerwone, który odbija się od siatkówki oka, przechodzi z powrotem i jest rejestrowany. Czas badania przy użyciu automatycznego refraktometru nie przekracza dwóch minut na każde oko.
Po przeprowadzeniu badania za pomocą urządzenia automatycznego wydaje wydruk, na którym wyświetlane są główne wskaźniki w postaci wartości literowych i liczbowych.
Mają następujące dekodowanie:
Liczba wskaźników zależy od konkretnego modelu automatycznego refraktometru okulistycznego użytego do badania.
Badanie przeprowadzane za pomocą refraktometru pozwala uniknąć błędów medycznych i trafnie postawić diagnozę. Oszczędza to czas lekarza i pacjenta. A dzięki bezkontaktowemu charakterowi refraktometrii eliminuje ona również fizyczny dyskomfort pacjenta.
Lista źródeł:
Refraktometria, wykonywana przy użyciu refraktometrów, jest jedną z najpowszechniejszych metod identyfikacji związków chemicznych, analizy ilościowej i strukturalnej oraz określania parametrów fizykochemicznych substancji.
W pracy tej wykorzystujemy refraktometr Abbego, którego działanie opiera się na pomiarze granicznego kąta załamania światła. Schemat optyczny refraktometru pokazano na ryc. 4. Roztwór testowy umieszcza się pomiędzy płaszczyznami dwóch pryzmatów – oświetlenia 3 i mierzenie 4 wykonane ze szkła o wysokim współczynniku załamania światła ( N = 1.9 ). Duży współczynnik załamania pryzmatu pomiarowego pozwala na utrzymanie stanu N P < N ul dla szerokiego zakresu gęstości mierzonych cieczy. Skala przyrządu jest skalibrowana do wartości N P =1.7 .Ze źródła 1 wiązka światła kierowana jest przez kondensator 2 do powierzchni wejściowej pryzmatu oświetleniowego. Przechodząc przez pryzmat oświetleniowy 3, światło pada na matową twarz przeciwprostokątnej AB dany pryzmat , graniczy z cienką warstwą cieczy testowej. Matowa powierzchnia ma nieregularności, których wymiary to kilka długości fal. Światło rozprasza się na tych nieregularnościach po całej powierzchni i po przejściu przez cienką warstwę roztworu pada na granicę faz „roztwór-szkło” pod wszystkimi możliwymi kątami padania, tj. kąt padania jest różny 0 0 zanim 90 0 .
Na lustrzanej przeciwprostokątnej twarzy płyta CD pryzmat pomiarowy 4 światło ulega załamaniu (wielkość nieregularności na tej powierzchni jest mniejsza niż długość fali). W związku z faktem, że N P < N ul , kąt załamania zmienia się od zera do γ itp . Pod kątami γ > γ itp nie obserwuje się żadnego promieniowania. Zatem przy kącie załamania równym γ itp , pojawia się granica światła i cienia. Ogrom N P wyznacza się z relacji grzechγ itp = N P / N ul , gdzie jest wartość N ul znany.
Droga promieni świetlnych wychodzących z pryzmatu pomiarowego jest łatwa do uwzględnienia podczas kalibracji urządzenia, ponieważ na granicy szkło-powietrze następuje załamanie światła. , Znane są także współczynniki załamania światła obu ośrodków. Kąt załamania światła na tej granicy nie ma wpływu na dokładność pomiaru N P .
Dzięki oświetleniu całej warstwy roztworu granica światła i cienia jest dość wyraźna. Dlatego też przygotowując urządzenie do pracy, światło z oświetlacza należy skierować na pryzmat tak, aby równomiernie oświetlił całą powierzchnię twarzy. AB rozbieżny pryzmat. Do określenia kąta, pod jakim promienie wychodzą z pryzmatu pomiarowego, wykorzystuje się teleskop utworzony przez soczewkę 6 i okular 9, światło przechodzi przez system pryzmatów bezpośredniego widzenia 5 . W tym przypadku wykorzystuje się właściwość teleskopu, że promienie docierające do niego równolegle do jego osi zbierają się w tylnym ognisku, gdzie umieszczona jest przezroczysta płytka 7 ze znakiem krzyża w siatce. Celownik jest dokładnie wyostrzony.
Ryż. 4. Droga promieni w refraktometrze przy pomiarze współczynnika załamania światła metodą pasającej wiązki.
Konstrukcja optyczna urządzenia: 1-źródło światła, 2-kondensator, 3-pryzmat oświetlający, 4-pryzmat pomiarowy, 5-pryzmat bezpośredniego widzenia, 6-punktowy obiektyw, 7-siatka celownicza z krzyżem nitkowym, 8-skala, 9-punktowa Okular lunety, 10-polowe pole widzenia okularu.
Pryzmaty bezpośredniego widzenia i luneta są ze sobą na sztywno połączone i można je obracać względem pryzmatu pomiarowego. Kąt obrotu mierzy się za pomocą stałej skali 8, znajduje się we wspólnej płaszczyźnie ogniskowej soczewki i okularu. Skala wyskalowana jest w wartościach współczynnika załamania światła badanego roztworu na podstawie wzoru (6). Obracając teleskop, można ustawić jego oś równolegle do promieni załamanych na krawędzi płyta CD pod ekstremalnym kątem γ itp. W takim przypadku w polu widzenia okularu będą obserwowane jasne i ciemne obszary, których granica będzie pokrywać się z krzyżem nitkowym. Obszar światła tworzą promienie załamane na krawędzi płyta CD pod kątami mniejszymi niż dopuszczalny, a ciemny obszar powstaje w wyniku braku promieni przemieszczających się pod kątami większymi niż dopuszczalny. Położenie granicy światła i cienia utworzonego przez promienie załamane pod maksymalnym kątem zostanie wskazane na skali 8 żądaną wartość współczynnika załamania światła roztworu.
Źródło światła 1 nie jest monochromatyczny. Dlatego też, ze względu na rozproszenie zarówno badanej substancji, jak i materiału pryzmatu pomiarowego (zależność ich współczynników załamania światła od długości fali światła), obserwowana przez teleskop granica światła i cienia okazuje się rozmyta i zabarwiona . Aby wyeliminować ten efekt, stosuje się pryzmaty bezpośredniego widzenia 5 , formowanie kompensator dyspersji. Pryzmaty są zaprojektowane w taki sposób, że promienie mają określoną długość fali λ D= 589,3 nm (średnia długość fali sodu) nie różniła się przy przejściu przez nie. Kiedy jeden pryzmat obraca się względem drugiego, zmienia się ich całkowite rozproszenie, co umożliwia kompensację różnicy w kątach wyjścia promieni o różnych długościach fal z pryzmatu pomiarowego i skierowanie ich do teleskopu równolegle do promieni o różnych długościach fal λ D. Granica światła i cienia jest ostra, bezbarwna i określa wartość współczynnika załamania światła badanego roztworu N D na długości fali λ D .
