Принцип действия и описание прибора

Рис. 3

Основной частью рефрактометра является сложная призма (Рис. 3), состоящая из двух призм – осветительной и измерительной (последнюю иногда называют эталонной). Обе призмы изготовлены из стекла – флинт с показателем преломления n_D=1,75. В осветительной призме грань АВ – матовая, а в измерительной грань - полированная.

Между этими гранями наносится слой исследуемой жидкости, показатель преломления которой находится в пределах 1,3 – 1,7. Лучи от осветителя, попадая на матовую грань АВ осветительной призмы, рассеиваются ею под разными углами от 0° до 90° и падают на грань измерительной призмы .

На грани свет переходит из оптически менее плотной среды в среду оптически более плотную, и поэтому в измерительной призме лучи идут под углами не больше предельного a_пр.

После преломления на другой грани призмы лучи собираются в фокальной плоскости объектива зрительной трубы, и в поле зрения трубы возникает резкая граница света и тени, которая рассматривается в окуляр. Положение этой границы определяется лучами, выходящими под предельным углом a_пр или, как следует из формулы (5), показателем преломления исследуемой жидкости. При совмещении границы света и тени с перекрестием окуляра зрительной труба, по шкале прибора делается отсчет показателя преломления n_D.

Общий вид рефрактометра представлен на рис. 4. На основании 1 установлена стойка 2, к которой крепится корпус прибора 3. На корпусе укреплены зрительная труба 4 с окуляром 5 и микроскоп 6 с окуляром 7. Внутри прибора находится компенсатор для устранения дисперсионной окраски границы света и тени. С ним связана рукоятка 8. По лимбу 9 берется отсчет для определения дисперсии. Основная часть прибора – камера, состоящая из двух призм 14 и 13, связанная с рукояткой 10, вращающей камеру. Камера закрывается замком 11. Свет на входную грань осветительной призмы 13 направляется зеркалом 12. Источником света служит лампа накаливания.

Оптическая схема рефрактометра, приведенная на рис. 5 состоит из визирной и отсчетной системы.

Визирная система имеет объектив 16 фокусирующий в его фокальной плоскости лучи, прошедшие через осветительную призму, слой жидкости, измерительную призму и компенсатор 15. В фокальной плоскости имеется сетка 17 с перекрестием. В окуляр 5 зрительной трубы ведется наблюдение при совмещении точки перекрестия с границей света и тени. Отсчетная система включает в себя круговую шкалу 18, которая вращается вместе с измерительной призмой. Призма 19 и объектив 20 дают изображение этой шкалы в фокальной плоскости окуляра 7, где находится сетка 21 с визирным штрихом для отсчета показателя преломления по круговой шкале прибора. Компенсатор 15 служит для устранения окраски границы, вызванной дисперсией эталонной призмы. Он состоит из двух призм прямого зрения (призмы Амичи), вращающихся в противоположных направлениях с помощью ручки 8 (см. Рис.4). Вращающиеся таким образом призмы образуют систему с переменной дисперсией, последнюю можно подобрать так, что она скомпенсирует дисперсию эталонной призмы. Действия компенсатора сводятся к тому, что все измерения производятся в желтых лучах с длинной волны . Вместе с компенсатором вращается барабан со шкалой, по показаниям Z которой при использовании соответствующих таблиц определяется средняя дисперсия исследуемого вещества.