A refraktometria alkalmazási területei.

Az IRF-22 refraktométer felépítése és működési elve.

A törésmutató fogalma.

Terv

Refraktometria. A módszer jellemzői és lényege.

Az anyagok azonosítására és tisztaságuk ellenőrzésére használják

fénytörés készítő.

Egy anyag törésmutatója- vákuumban és látható közegben a fény (elektromágneses hullámok) fázissebességének arányával megegyező érték.

A törésmutató az anyag tulajdonságaitól és a hullámhossztól függ

elektromágneses sugárzás. A beesési szög szinuszának aránya ehhez képest

a sugár törési síkjához (α) a törésszög szinuszához húzott normál

A fénytörést (β), amikor egy sugár áthalad az A közegből a B közegbe, ennek a közegpárnak a relatív törésmutatója.

Az n érték relatív törésmutató környezet B által

Az A környezethez való viszony, és

Az A közeg relatív törésmutatója a

A levegő nélküli közegből egy közegbe beeső sugár törésmutatója

th térnek hívják abszolút mutató fénytörés ill

egyszerűen egy adott közeg törésmutatója (1. táblázat).

1. táblázat – Törésmutatók különböző környezetekben

A folyadékok törésmutatója 1,2-1,9 tartományban van. Szilárd

anyagok 1,3-4,0. Egyes ásványoknak nincs pontos értéke

fénytöréshez. Értéke valamilyen „villában” van, és meghatározza

a színt meghatározó kristályszerkezetben lévő szennyeződések miatt

kristály.

Egy ásvány „szín” alapján történő azonosítása nehéz. Így a korund ásványi anyag rubin, zafír, leukosafír formájában létezik, amelyek különböznek egymástól.

törésmutatója és színe. A vörös korundot rubinnak nevezik

(króm szennyeződés), színtelen kék, világoskék, rózsaszín, sárga, zöld,

lila - zafírok (kobalt, titán stb. keverékei). Világos színű

A fehér zafírt vagy a színtelen korundot leukozafírnak nevezik (széles körben

az optikában szűrőként használják). Ezeknek a kristályoknak a törésmutatója

az acélok 1,757-1,778 tartományba esnek, és ez az azonosítás alapja

3.1. ábra – Rubin 3.2. ábra – Kék zafír

A szerves és szervetlen folyadékoknak is vannak jellegzetes törésmutató-értékei, amelyek kémiaiként jellemzik őket

Orosz vegyületek és szintézisük minősége (2. táblázat):

2. táblázat – Egyes folyadékok törésmutatói 20 °C-on

4.2. Refraktometria: fogalom, elv.

Egy indikátor meghatározásán alapuló anyagok vizsgálati módszere

A törésmutatót (refrakciót) refraktometriának nevezzük

lat. refractus - megtört és görög. metreo – mérem). Refraktometria

(refraktometriás módszer) a vegyi anyagok azonosítására szolgál

vegyületek, mennyiségi és szerkezeti analízis, fizikai meghatározása

anyagok kémiai paraméterei. A refraktometria elve megvalósult

Abbe refraktométerekben az 1. ábra szemlélteti.

1. ábra - A refraktometria elve

Az Abbe prizmablokk két téglalap alakú prizmából áll: megvilágítás

teliális és mérő, hipotenuszlapokkal hajtva. Reflektor-

Ennek a prizmának durva (matt) hypotenusa felülete van, és arra való

chen a prizmák közé helyezett folyadékminta megvilágítására.

A szórt fény a vizsgált folyadék síkkal párhuzamos rétegén halad át, és a folyadékban megtörve a mérőprizmára esik. A mérőprizma optikailag sűrű üvegből (nehéz kovakő) készült, és törésmutatója nagyobb, mint 1,7. Emiatt az Abbe refraktométer n értéket mér 1,7-nél kisebb. A törésmutató mérési tartományának növelése csak a mérőprizma cseréjével érhető el.

A vizsgálati mintát a mérőprizma befogófelületére öntjük, és egy világító prizmával megnyomjuk. Ebben az esetben 0,1-0,2 mm-es rés marad a prizmák között, amelyekben a minta található, és azokon keresztül.

amely áthalad a megtört fényen. A törésmutató mérésére

használja a teljes belső reflexió jelenségét. Benne fekszik

következő.

Ha az 1., 2., 3. sugarak két közeg közötti interfészre esnek, akkor attól függően

a beesési szögtől függően, amikor megfigyeljük őket a fénytörő közegben lesz

Átmenet van a különböző megvilágítású területek között. Össze van kötve

a fény valamely részével közeli szögben a töréshatárra esik

kim 90°-ra a normálhoz képest (3. gerenda). (2. ábra).

2. ábra – Megtört sugarak képe

A sugarak ezen része nem verődik vissza, ezért világosabb környezetet alkot.

teljesítmény a fénytörés során. A kisebb szögű sugarak is visszaverődnek

és fénytörés. Ezért kevésbé megvilágított terület képződik. Kötetben

Az objektíven látható a teljes belső visszaverődés határvonala, a pozíció

ami a minta törési tulajdonságaitól függ.

A diszperzió jelenségének kiküszöbölése (a két megvilágítási terület határfelületének szivárvány színekkel való színezése az Abbe refraktométerek összetett fehér fényének alkalmazása miatt) a kompenzátorban két Amici prizma alkalmazásával érhető el, amelyek a teleszkópba vannak szerelve. . Ezzel egyidejűleg egy skála kerül a lencsébe (3. ábra). Az elemzéshez 0,05 ml folyadék elegendő.

3. ábra – Nézet a refraktométer szemlencséjén keresztül. (A megfelelő skála tükrözi

a mért komponens koncentrációja ppm-ben)

Az egykomponensű minták elemzése mellett

kétkomponensű rendszerek (vizes oldatok, olyan anyagok oldatai, amelyekben

vagy oldószer). Ideális kétkomponensű rendszerekben (formáló

a komponensek térfogatának és polarizálhatóságának megváltoztatása nélkül) a függőség azt mutatja

A fénytörés összetételtől való függése közel lineáris, ha az összetételt ben fejezzük ki

térfogati hányad (százalék)

ahol: n, n1, n2 - a keverék és a komponensek törésmutatói,

V1 és V2 a komponensek térfogati hányada (V1 + V2 = 1).

A hőmérséklet hatását a törésmutatóra kettő határozza meg

tényezők: az egységnyi térfogatra jutó folyadékrészecskék számának változása és

a molekulák polarizálhatóságának hőmérséklettől való függése. A második tényező lett

csak nagyon nagy hőmérsékletváltozások esetén válik jelentőssé.

Hőmérsékleti együttható A törésmutató arányos a sűrűség hőmérsékleti együtthatójával. Mivel hevítés hatására minden folyadék kitágul, törésmutatójuk a hőmérséklet emelkedésével csökken. A hőmérsékleti együttható a folyadék hőmérsékletétől függ, de kis hőmérsékleti intervallumokban állandónak tekinthető. Emiatt a legtöbb refraktométer nem rendelkezik hőmérséklet-szabályozással, de egyes kivitelek ezt biztosítják

víz termosztát.

A törésmutató lineáris extrapolációja hőmérséklet-változásokkal kis hőmérséklet-különbségek esetén (10 – 20°C) elfogadható.

A törésmutató pontos meghatározása széles hőmérsékleti tartományokban a következő empirikus képletekkel történik:

nt=n0+at+bt2+…

Az oldatok refraktometriájához széles tartományok koncentrációk

táblázatokat vagy empirikus képleteket használjon. Kijelző függőség -

egyes anyagok vizes oldatainak törésmutatója a koncentrációtól függően

közel lineáris, és lehetővé teszi ezen anyagok koncentrációjának meghatározását

víz széles koncentráció-tartományban (4. ábra) fénytörés segítségével

tométerek.

4. ábra - Néhány vizes oldat törésmutatója

Általában n folyékony és szilárd anyagok refraktométerek pontosan meghatározzák

0,0001-ig. A legelterjedtebbek az Abbe refraktométerek (5. ábra) prizmatömbökkel és diszperziókompenzátorokkal, amelyek lehetővé teszik az nD meghatározását „fehér” fényben skála vagy digitális indikátor segítségével.

5. ábra – Abbe refraktométer (IRF-454; IRF-22)

A fénnyel kapcsolatos folyamatok a fizika fontos alkotóelemei, és mindennapi életünkben mindenhol körülvesznek bennünket. Ebben a helyzetben a legfontosabbak a fény visszaverődésének és törésének törvényei, amelyeken a modern optika alapul. A fénytörés a modern tudomány fontos része.

Torzító hatás

Ez a cikk megmondja, mi a fénytörés jelensége, valamint hogy néz ki a fénytörés törvénye, és mi következik belőle.

Fizikai jelenség alapjai

Amikor egy sugár olyan felületre esik, amelyet két különböző optikai sűrűségű átlátszó anyag választ el egymástól (például különböző üvegek vagy víz), a sugarak egy része visszaverődik, más része pedig behatol a második szerkezetbe (pl. vízben vagy üvegben szaporodnak). Amikor egyik közegről a másikra mozog, a sugár jellemzően megváltoztatja irányát. Ez a fénytörés jelensége.
A fény visszaverődése és törése különösen vízben látható.

Torzító hatás vízben

A vízben lévő dolgokat nézve azok torznak tűnnek. Ez különösen a levegő és a víz határán figyelhető meg. Vizuálisan a víz alatti tárgyak kissé elhajlottak. A leírt fizikai jelenség éppen az oka annak, hogy minden tárgy eltorzultnak tűnik a vízben. Amikor a sugarak az üveget érik, ez a hatás kevésbé észrevehető.
A fénytörés egy fizikai jelenség, amelyet a mozgás irányának megváltozása jellemez napsugár az egyik környezetből (struktúrából) a másikba való átlépés pillanatában.
A megértés javítása érdekében ez a folyamat, tekintsünk egy példát a levegőből vízbe csapódó sugárra (hasonlóan az üveghez). A határfelület mentén merőleges vonalat húzva mérhető a fénysugár törési és visszatérési szöge. Ez az index (törésszög) megváltozik, ahogy az áramlás áthatol a vízen (az üveg belsejében).
Jegyzet! Ezen a paraméteren azt a szöget értjük, amelyet a két anyag elválasztására húzott merőleges alkot, amikor egy gerenda áthatol az első szerkezetből a másodikba.

Sugárátjáró

Ugyanez a mutató más környezetekre is jellemző. Megállapítást nyert, hogy ez a mutató az anyag sűrűségétől függ. Ha a nyaláb kevésbé sűrűből sűrűbbre esik, akkor a keletkező torzítási szög nagyobb lesz. És ha fordítva van, akkor kevesebb.
Ugyanakkor a csökkenés meredekségének változása ezt a mutatót is érinti. De a köztük lévő kapcsolat nem marad állandó. Ugyanakkor a szinuszuk aránya állandó érték marad, amit a következő képlet tükröz: sinα / sinγ = n, ahol:

• n egy állandó érték, amelyet minden egyes anyagra (levegő, üveg, víz stb.) írnak le. Ezért, hogy mi lesz ez az érték, speciális táblázatok segítségével határozható meg;
• α – beesési szög;
• γ – törésszög.

Ennek meghatározására fizikai jelenségés létrejött a fénytörés törvénye.

Fizikai törvény

A fényáramok törésének törvénye lehetővé teszi az átlátszó anyagok jellemzőinek meghatározását. Maga a törvény két rendelkezésből áll:

• Első rész. A gerenda (beeső, módosított) és a merőleges, amelyet a beesési ponton helyreállítottak például a levegő és a víz (üveg stb.) határán, ugyanabban a síkban helyezkednek el;
• A második rész. A beesési szög szinuszának és a határ átlépésekor kialakuló azonos szög szinuszának aránya állandó érték lesz.

A törvény leírása

Ezenkívül abban a pillanatban, amikor a sugár kilép a második szerkezetből az elsőbe (például elhaladásakor fényáram a levegőből, az üvegen keresztül és vissza a levegőbe), torzító hatás is fellép.

Különböző objektumok fontos paramétere

Ebben a helyzetben a fő mutató a beesési szög szinuszának aránya egy hasonló paraméterhez, de torzításhoz. Amint az a fent leírt törvényből következik, ez a mutató egy állandó érték.
Sőt, ha a csökkenési meredekség értéke megváltozik, akkor hasonló mutató esetén ugyanez a helyzet lesz jellemző. Ez a paraméter rendelkezik nagyon fontos, mivel az átlátszó anyagok szerves jellemzője.

Indikátorok különböző objektumokhoz

Ennek a paraméternek köszönhetően meglehetősen hatékonyan megkülönböztetheti az üvegtípusokat, valamint a különféle típusokat drágaköveket. Fontos a fénysebesség meghatározásához is különböző környezetekben.

Jegyzet! Legnagyobb sebesség fényáram - vákuumban.

Amikor egyik anyagról a másikra mozog, sebessége csökken. Például a gyémántban, amely a legmagasabb törésmutatóval rendelkezik, a fotonok terjedési sebessége 2,42-szer nagyobb lesz, mint a levegőé. Vízben 1,33-szor lassabban terjednek. Mert különböző típusoküveg ez a paraméter 1,4 és 2,2 között van.

Jegyzet! Egyes szemüvegek törésmutatója 2,2, ami nagyon közel áll a gyémánthoz (2,4). Ezért nem mindig lehet megkülönböztetni egy üvegdarabot a valódi gyémánttól.

Az anyagok optikai sűrűsége

A fény különböző anyagokon tud áthatolni, amelyeket eltérő optikai sűrűség jellemez. Amint azt korábban említettük, ennek a törvénynek a segítségével meghatározható a közeg (struktúra) jellemző sűrűsége. Minél sűrűbb, annál lassabb a fény terjedési sebessége. Például az üveg vagy a víz optikailag sűrűbb lesz, mint a levegő.
Amellett, hogy ez a paraméter állandó érték, két anyag fénysebességének arányát is tükrözi. A fizikai jelentés a következő képlet formájában jeleníthető meg:

Ez a mutató megmutatja, hogyan változik a fotonok terjedési sebessége, amikor egyik anyagról a másikra mozognak.

Egy másik fontos mutató

Amikor a fényáram átlátszó tárgyakon halad keresztül, lehetséges a polarizációja. A dielektromos izotróp közegből származó fényáram áthaladásakor figyelhető meg. Polarizáció akkor következik be, amikor a fotonok áthaladnak az üvegen.

Polarizációs hatás

Részleges polarizáció figyelhető meg, ha a fényáram beesési szöge két dielektrikum határán eltér nullától.

A polarizáció mértéke attól függ, hogy milyenek voltak a beesési szögek (Brewster törvénye).

Teljes belső reflexió Befejezésül a mi kis kirándulás

, továbbra is teljes belső reflexiónak kell tekinteni egy ilyen hatást.

Ahhoz, hogy ez a hatás megjelenjen, növelni kell a fényáram beesési szögét abban a pillanatban, amikor az anyagok közötti határfelületen sűrűbbről kevésbé sűrűre vált át. Abban az esetben, ha ez a paraméter túllép egy bizonyos határértéket, akkor a szakasz határán beeső fotonok teljes mértékben tükröződnek. Valójában ez lesz a kívánt jelenségünk. Enélkül lehetetlen volt száloptikát gyártani.

Következtetés

A fényáram viselkedésének gyakorlati alkalmazása sokat adott, változatosságot teremtve technikai eszközökéletünk javítására. Ugyanakkor a fény még nem tárta fel minden lehetőségét az emberiség előtt, és gyakorlati potenciálja még nem valósult meg teljesen.

Hogyan kell csinálni papír lámpa saját kezével
Hogyan ellenőrizhető a funkcionalitás LED-csík

A fénytörés törvénye. Abszolút és relatív törésmutatók (együtthatók). Teljes belső reflexió

A fénytörés törvénye században kísérleti úton hozták létre. Ahogy a fény áthalad az egyik átlátszó közegből a másikba, a fény iránya megváltozhat. A fény irányának változását a különböző közegek határán fénytörésnek nevezzük. A fénytörés következtében a tárgy alakjában látszólagos változás következik be. (például: kanál egy pohár vízbe). A fénytörés törvénye: Két közeg határán a megtört sugár a beesési síkban fekszik, és a határfelület normáljával a beesési pontban visszaállítva olyan törésszöget alakít ki, hogy: =n 1 beesés, 2-reflexiós, n-törésmutató (f. Snelius) - relatív mutató A levegőtlen térből a közegre beeső sugár törésmutatóját annak nevezzük abszolút törésmutató. Az a beesési szög, amelynél a megtört nyaláb csúszni kezd a két közeg közötti határfelületen anélkül, hogy optikailag sűrűbb közegbe kerülne – a teljes belső visszaverődés határszöge. Teljes belső reflexió- belső visszaverődés, feltéve, hogy a beesési szög meghalad egy bizonyos kritikus szöget. Ebben az esetben a beeső hullám teljesen visszaverődik, és a visszaverődési együttható értéke meghaladja a maximumot nagy értékek polírozott felületekhez. A teljes belső visszaverődés reflexiója független a hullámhossztól. Az optikában ez a jelenség az elektromágneses sugárzás széles tartományában megfigyelhető, beleértve a röntgensugárzás tartományát is. A geometriai optikában a jelenséget a Snell-törvény keretein belül magyarázzák. Figyelembe véve, hogy a törésszög nem haladhatja meg a 90°-ot, azt találjuk, hogy olyan beesési szögnél, amelynek szinusza nagyobb, mint a kisebb törésmutató és a nagyobb mutató aránya, az elektromágneses hullámnak teljesen vissza kell verődnie az első közegbe. Példa: Sok természetes kristály ragyogó fénye, és különösen vágott értékes és féldrágakövek teljes belső visszaverődéssel magyarázható, melynek eredményeként minden egyes kristályba belépő sugár kialakul nagyszámú Meglehetősen fényes sugarak bocsátanak ki, amelyek a diszperzió következtében elszíneződtek.

Térjünk rá a törésmutató részletesebb vizsgálatára, amelyet a 81. §-ban vezettünk be a törés törvényének megfogalmazásakor.

A törésmutató mind annak a közegnek az optikai tulajdonságaitól függ, amelyből a nyaláb esik, mind a közegtől, amelybe behatol. Azt a törésmutatót, amelyet akkor kapunk, amikor a vákuumból származó fény bármely közegre esik, az adott közeg abszolút törésmutatójának nevezzük.

Rizs. 184. Két közeg relatív törésmutatója:

Legyen az első közeg abszolút törésmutatója, a másodiké pedig - . Figyelembe véve az első és a második közeg határán bekövetkező törést, ügyeljünk arra, hogy az első közegből a másodikba való átmenet során a törésmutató, az úgynevezett relatív törésmutató megegyezzen a közeg abszolút törésmutatóinak arányával. második és első média:

(184. ábra). Éppen ellenkezőleg, amikor a második közegből az elsőbe lépünk, relatív törésmutatóval rendelkezünk

Kialakult kapcsolat között relatív mutató két közeg fénytörése és abszolút törésmutatói elméletileg, új kísérletek nélkül származtathatók, mint ahogy ez a reverzibilitás törvényénél is megtehető (82.§).

A nagyobb törésmutatójú közeget optikailag sűrűbbnek nevezzük. Általában a különböző közegek levegőhöz viszonyított törésmutatóját mérik. A levegő abszolút törésmutatója . Így bármely közeg abszolút törésmutatója a levegőhöz viszonyított törésmutatójához kapcsolódik a képlet szerint

6. táblázat: Törésmutató különféle anyagok levegőhöz képest

Folyadékok		Szilárd anyagok
Anyag		Anyag
Etanol
Szén-diszulfid
Glicerin		Üveg (világos korona)
Folyékony hidrogén		Üveg (nehéz kovakő)
Folyékony hélium

A törésmutató a fény hullámhosszától, azaz színétől függ. A különböző színek különböző törésmutatóknak felelnek meg. Ez a jelenség, az úgynevezett diszperzió játszik szerepet fontos szerep az optikában. A következő fejezetekben ismételten foglalkozunk ezzel a jelenséggel. táblázatban megadott adatok. 6, lásd a sárga fényt.

Érdekes megjegyezni, hogy a visszaverődés törvénye formálisan ugyanabban a formában írható fel, mint a fénytörés törvénye. Emlékezzünk arra, hogy megegyeztünk abban, hogy a szögeket mindig a megfelelő sugárra merőlegestől mérjük. Ezért a beesési szöget és a visszaverődési szöget ellentétes előjelűnek kell tekintenünk, pl. a tükrözés törvénye úgy írható fel

A (83.4)-et a fénytörés törvényével összevetve azt látjuk, hogy a tükrözés törvénye a törési törvény speciális esetének tekinthető. A tükrözés és a fénytörés törvényeinek ez a formai hasonlósága nagy hasznot hoz a gyakorlati problémák megoldásában.

Az előző előadásban a törésmutató a közeg állandóját jelentette, amely független a rajta áthaladó fény intenzitásától. A törésmutatónak ez az értelmezése teljesen természetes, de a modern lézerekkel elérhető nagy sugárzási intenzitás esetén nem indokolt. Az erős fénysugárzás áthaladó közeg tulajdonságai ebben az esetben az intenzitásától függenek. Ahogy mondani szokták, a környezet nemlineárissá válik. A közeg nemlinearitása különösen abban nyilvánul meg, hogy egy nagy intenzitású fényhullám megváltoztatja a törésmutatót. A törésmutatónak a sugárzás intenzitásától való függése van

Itt van a szokásos törésmutató, és a nemlineáris törésmutató, és az arányossági tényező. A képlet további tagja lehet pozitív vagy negatív.

A törésmutató relatív változása viszonylag kicsi. Nál nél nemlineáris törésmutató. Azonban a törésmutató ilyen kis változásai is észrevehetők: a fény önfókuszálásának sajátos jelenségében nyilvánulnak meg.

Tekintsünk egy pozitív nemlineáris törésmutatójú közeget. Ebben az esetben a megnövekedett fényintenzitású területek egyben megnövekedett törésmutatójú területek is. Általában a valóságban lézersugárzás Az intenzitás eloszlása ​​a sugárnyaláb keresztmetszetében nem egyenletes: az intenzitás maximális a tengely mentén, és egyenletesen csökken a sugárnyaláb szélei felé, amint az az 1. ábrán látható. 185 tömör görbék. Hasonló eloszlás leírja a törésmutató változását a sejt keresztmetszetében nemlineáris közeggel, amelynek tengelye mentén terjed. lézersugár. A törésmutató, amely a küvetta tengelye mentén a legnagyobb, simán csökken a falai felé (szaggatott görbék a 185. ábrán).

A lézert a tengellyel párhuzamosan elhagyó, változó törésmutatójú közegbe belépő sugárnyaláb abba az irányba térül el, ahol az nagyobb. Ezért a küvetta közelében megnövekedett intenzitás a fénysugarak koncentrációjához vezet ezen a területen, amelyet sematikusan a keresztmetszetek és az 1. ábra mutat be. 185, és ez további növekedéshez vezet. Végső soron a nemlineáris közegen áthaladó fénysugár effektív keresztmetszete jelentősen csökken. A fény egy keskeny csatornán halad át, magas törésmutatóval. Így a sugarak lézersugara szűkül, és a nemlineáris közeg intenzív sugárzás hatására gyűjtőlencseként működik. Ezt a jelenséget önfókuszálásnak nevezik. Megfigyelhető például a folyékony nitrobenzolban.

Rizs. 185. A sugárzás intenzitásának és törésmutatójának megoszlása ​​a lézersugár keresztmetszetében a küvetta bejáratánál (a), a bemeneti vég közelében (), középen (), a küvetta kimeneti végénél ( )

A fénytörés vagy a törés olyan jelenség, amelyben a fénysugár vagy más hullámok irányának változása következik be, amikor átlépik a két közeget elválasztó határt, mind az átlátszó (ezeket a hullámokat továbbító), mind pedig egy olyan közegben, amelyben a tulajdonságok folyamatosan változnak.

A fénytörés jelenségével elég gyakran találkozunk, és mindennapi jelenségként érzékeljük: azt láthatjuk, hogy egy átlátszó üvegben elhelyezkedő, színes folyadékkal ellátott pálcika a levegő és a víz elválási pontján „eltörik” (1. ábra). Ha eső közben megtörik és visszaverődik a fény, akkor örülünk, ha szivárványt látunk (2. ábra).

Törésmutató - fontos jellemzője kapcsolódó anyagok fizikai és kémiai tulajdonságok. Ez függ a hőmérsékleti értékektől, valamint a fény hullámhosszától, amelyen a meghatározást végezzük. Az oldatban lévő minőségellenőrzési adatok szerint a törésmutatót a benne oldott anyag koncentrációja, valamint az oldószer jellege befolyásolja. Különösen a vérszérum törésmutatóját befolyásolja a benne található fehérje mennyisége különböző sebességek fénysugarak terjedése olyan környezetben különböző sűrűségűek, irányuk a két közeg elválasztási pontján változik. Ha a vákuumban mért fénysebességet elosztjuk a vizsgált anyagban lévő fénysebességgel, akkor megkapjuk az abszolút törésmutatót (törésmutatót). A gyakorlatban a relatív törésmutatót (n) határozzák meg, amely a levegőben lévő fénysebesség és a vizsgált anyagban lévő fénysebesség aránya.

A törésmutatót a segítségével számszerűsítjük speciális eszköz- refraktométer.

A refraktometria az egyik legegyszerűbb fizikai elemzési módszer, és minőségellenőrző laboratóriumokban alkalmazható vegyi, élelmiszer-, biológiailag aktív élelmiszer-adalékanyagok, kozmetikumok és más típusú termékek előállításánál, minimális idő és a vizsgálandó minták számával.

A refraktométer kialakítása azon alapul, hogy a fénysugarak teljesen visszaverődnek, amikor áthaladnak két közeg határán (az egyik üvegprizma, a másik a tesztoldat) (3. ábra).

Rizs. 3. Refraktométer diagram

Az (1) forrásból fénysugár esik tükörfelület(2), majd visszaverődik a felső világító prizmába (3), majd az alsó mérőprizmába (4), amely nagy törésmutatójú üvegből készül. A (3) és (4) prizma közé kapilláris segítségével 1-2 csepp mintát csepegtetünk. A prizma károsodásának elkerülése érdekében mechanikai sérülés, szükséges, hogy ne érintse meg a kapilláris felületét.

Az okuláron (9) keresztül keresztezett vonalak láthatók az interfész létrehozásához. Az okulár mozgatásakor a mezők metszéspontját a határfelülethez kell igazítani (4. ábra) Az interfész szerepét a prizma (4) síkja tölti be, amelynek felületén a fénysugár megtörik. Mivel a sugarak szétszóródtak, a fény és az árnyék határa elmosódottnak, irizálónak bizonyul. Ezt a jelenséget a diszperziókompenzátor (5) kiküszöböli. Ezután a sugár áthalad a lencsén (6) és a prizmán (7). A lemezen (8) vannak irányzóvonalak (két keresztben keresztezett egyenes vonal), valamint egy törésmutatókkal ellátott skála, amely a 9 okuláron keresztül figyelhető meg. Ebből számítják ki a törésmutatót.

A mezőhatárok közötti választóvonal a belső teljes visszaverődés szögének felel meg, amely a minta törésmutatójától függ.

A refraktometriát egy anyag tisztaságának és hitelességének meghatározására használják. Ezt a módszert használják az oldatokban lévő anyagok koncentrációjának meghatározására is a minőség-ellenőrzés során, amelyet egy kalibrációs grafikon segítségével számítanak ki (egy minta törésmutatójának a koncentrációtól való függését bemutató grafikon).

A KorolevPharm cégnél a törésmutatót a jóváhagyott hatósági dokumentációnak megfelelően határozzák meg a nyersanyagok beérkező ellenőrzése során, saját termelésünk kivonataiban, valamint a gyártás során. elkészült termékek. A meghatározást egy akkreditált fizikai és kémiai laboratórium szakképzett munkatársai végzik IRF-454 B2M refraktométer segítségével.

Ha az eredmények szerint bemeneti vezérlés nyersanyagok, a törésmutató nem felel meg a szükséges követelményeknek, a minőségellenőrzési osztály nem megfelelőségi jelentést ad ki, amely alapján ezt az alapanyag tételt visszaküldi a szállítónak.

Meghatározás módja

1. A mérések megkezdése előtt ellenőrizzük a prizmák egymással érintkező felületeinek tisztaságát.

2. Nullapont ellenőrzése. Vigyen fel 2÷3 csepp desztillált vizet a mérőprizma felületére, és óvatosan fedje le a világító prizmával. Kinyitjuk a világító ablakot, és tükör segítségével a legintenzívebb irányba szereljük be a fényforrást. Az okulár csavarjainak elforgatásával világos, éles különbséget kapunk a látómezőben a sötét és a világos mező között. Elforgatjuk a csavart, és úgy irányítjuk az árnyék és a fény vonalát, hogy az egybeessen a vonalak metszéspontjával a szemlencse felső ablakában. A szemlencse alsó ablakában lévő függőleges vonalon a kívánt eredményt látjuk - a desztillált víz törésmutatóját 20 ° C-on (1,333). Ha a leolvasott értékek eltérőek, a csavarral állítsa be a törésmutatót 1,333-ra, és egy kulccsal (távolítsa el a beállítócsavart) vigye az árnyék és a fény határát a vonalak metszéspontjára.

3. Határozza meg a törésmutatót! Felemeljük a világító prizma kamráját, és szűrőpapírral vagy gézszalvétával eltávolítjuk a vizet. Ezután cseppentsen 1-2 csepp tesztoldatot a mérőprizma felületére, és zárja le a kamrát. Forgassa el a csavarokat, amíg az árnyék és a fény határai egybe nem esnek a vonalak metszéspontjával. A szemlencse alsó ablakában lévő függőleges vonalon a kívánt eredményt látjuk - a vizsgálati minta törésmutatóját. A törésmutatót a szemlencse alsó ablakában található skála segítségével számítjuk ki.

4. Kalibrációs grafikon segítségével megállapítjuk az oldat koncentrációja és a törésmutató közötti összefüggést. A grafikon felépítéséhez több koncentrációjú standard oldatot kell készíteni kémiailag tiszta anyagok készítményeivel, meg kell mérni azok törésmutatóját, és a kapott értékeket az ordináta tengelyen, az oldatok megfelelő koncentrációit pedig az abszcissza tengelyen kell ábrázolni. Olyan koncentrációintervallumokat kell kiválasztani, amelyeknél lineáris összefüggés figyelhető meg a koncentráció és a törésmutató között. Megmérjük a vizsgált minta törésmutatóját, és grafikon segítségével meghatározzuk a koncentrációját.