Анализ на принципа на работа на рефрактометъра на Abbe
Рефрактометрите са проектирани на този принцип. Фигура {{0}} е схематична диаграма на структурата на инструмента. Основните му части са две правоъгълни призми PI и PII. Има празнина от около 0.1 до 0,15 mm между грапавата повърхност на призмата PI и оптичното плоско огледало AD на PII, което се използва за задържане на течността за измерване и за образуване на междина между PI и PII. тънък слой. След като светлината навлезе в призмата PI от рефлектора, тя се разсейва, тъй като повърхността е грапаво матирано стъкло и преминава през измерената течност в процепа от различни ъгли; тя влиза в призмата PII. Както знаем преди, светлината, влизаща в призмата PII от всички посоки, всички светлинни лъчи се пречупват и техните ъгли на пречупване попадат в критичния ъгъл rc (тъй като индексът на пречупване на призмата е по-голям от индекса на пречупване на течността, цялата светлина лъчи с ъгли на падане от до до могат да бъдат пречупени през призмата). Светлината с критичен ъгъл rc преминава през призмата PII и попада в окуляра. По това време, ако мерникът на окуляра е настроен на подходящата позиция, ще видите наполовина светлина и наполовина тъмнина върху окуляра.
От принципа на геометричната оптика може да се докаже, че връзката между индекса на пречупване n на течността в междината и rc е:
n течност=sinB
B е константа за определена призма, а призмата n също е постоянна стойност при постоянна температура. Така че индексът на пречупване n течност на течност е функция на ъгъла rc. Коефициентът на пречупване на течността може да се изчисли от rc. Отчетеното rc е преобразувано в стойността на n течност на рефрактометъра и стойността на n течност може да бъде отчетена директно.
При определени условия индексът на пречупване на течност варира в зависимост от дължината на вълната на използваната монохроматична светлина. Ако като източник на светлина се използва обикновена бяла светлина, на границата между светло и тъмно ще се появят цветни светлинни ивици поради дисперсия, което прави границата между светло и тъмно неясна. За да се използва бяла светлина като източник на светлина, две призми "Amici", всяка от които се състои от три призми, са инсталирани в инструмента като компенсационни призми (горната призма "Amici" може да се върти), за да се регулират относителните им позиции. , когато е правилно ориентирана, разпръснатата светлина, излизаща от пречупващата призма отдолу, може отново да се превърне в бяла светлина, елиминирайки цветните ленти и правейки границата между светло и тъмно ясна. По това време индексът на пречупване, измерен с бяла светлина, е еквивалентен на индекса на пречупване nD, измерен с натриева светлина D линия (дължина на вълната 5890 nm).
Коефициентът на пречупване е една от характерните константи на материята и неговата стойност е свързана с температурата, налягането и дължината на вълната на източника на светлина. Символът се отнася до индекса на пречупване на веществото, когато натриева светлина D линия се използва като източник на светлина. Температурата оказва влияние върху индекса на пречупване. Когато температурата на повечето течни органични вещества се повишава, индексът на пречупване намалява до , докато връзката между индекса на пречупване на твърдите вещества и температурата е неравномерна и обикновено не надвишава . Обикновено промените в атмосферното налягане имат малък ефект върху числената стойност на индекса на пречупване, така че ефектът от налягането се взема предвид само при много прецизна работа.
