Cara mengukur indeks bias
Ketika cahaya memasuki medium B dari medium A, jika medium A adalah zat hidrofobik ke medium B, yaitu nA< nP=1/sin is also a constant, and its relationship with the refractive index is: Indicates. Obviously, under a certain wavelength and certain conditions, it can be seen that the refractive index can be obtained by measuring the critical angle, which is the basic optical principle of the commonly used Abbe refractometer.
Untuk mengukur nilai, refraktometer Abbe mengadopsi metode "setengah terang dan setengah gelap", yaitu membiarkan cahaya monokromatik memasuki medium B dari medium A dari semua sudut 0-90 derajat , pada kali ini, seluruh sudut kritis di medium B adalah Cahaya melewati semua area, jadi terang; sedangkan semua daerah di luar sudut kritis tidak dilalui cahaya, sehingga gelap, dan batas antara daerah terang dan gelap sangat jelas. Jika Anda mengamati dengan lensa okuler di atas media B, Anda dapat melihat bayangan semi-gelap dengan batas yang sangat jelas.
Medianya berbeda, sudut kritisnya juga berbeda, dan posisi batas area terang dan gelap pada lensa mata juga berbeda. Jika garis "silang" terukir di lensa mata, ubah posisi relatif media B dan lensa mata, sehingga setiap kali batas antara area terang dan gelap selalu bertepatan dengan perpotongan "garis silang", dengan mengukur posisi relatifnya ( Sudut) dan setelah konversi, indeks bias dapat diperoleh. Bacaan yang terukir pada skala refraktometer Abbe adalah indeks bias yang dikonversi, sehingga dapat langsung dibaca. Pada saat yang sama, refraktometer Abbe memiliki alat penghilang dispersi, sehingga dapat langsung menggunakan sinar matahari, dan angka yang diukur sama dengan yang diukur dengan cahaya natrium. Ini adalah keuntungan dari refraktometer Abbe.
Cara menggunakan refraktometer Abbe: pertama-tama sambungkan refraktometer ke tangki suhu konstan, setelah suhu konstan, pisahkan prisma sudut kanan, dan usap permukaan cermin atas dan bawah dengan sedikit etanol atau aseton pada sutra atau pembersih lensa kertas. Setelah etanol atau aseton menguap, tambahkan setetes air suling ke cermin di bawah, tutup prisma, dan sesuaikan cermin agar bidang pandang di dalam cermin terang.
Putar prisma sampai garis batas atau pita cahaya berwarna muncul di cermin; jika pita cahaya berwarna muncul, sesuaikan dispersi untuk memperjelas batas antara terang dan gelap, lalu putar prisma sudut kanan sehingga garis batas kebetulan melewati persimpangan "silang". Catat pembacaan dan suhu, ulangi dua kali untuk mengukur indeks bias rata-rata air murni dan bandingkan dengan nilai standar air murni (=1.33299), instalasi kalibrasi refraktometer dapat diperoleh, dan kemudian indeks bias sampel cairan yang akan diuji dapat diukur dengan cara yang sama. Nilai koreksi umumnya kecil, dan jika nilainya terlalu besar, seluruh instrumen harus dikalibrasi ulang. Hal-hal berikut harus diperhatikan saat menggunakan refraktometer:
(1) Rentang pengukuran Abbe adalah dari 1,3000 hingga 1,7000, dan presisi ±0,0001; saat mengukur, perhatian harus diberikan pada apakah suhu jaket insulasi sudah benar. Jika Anda ingin mengukur hingga ±0,0001, suhu harus dikontrol dalam kisaran ±0,1 derajat .
(2) Instrumen tidak boleh terkena sinar matahari selama penggunaan atau penyimpanan, dan harus ditutup dengan kain hitam saat tidak digunakan.
(3) Prisma refraktometer harus dilindungi untuk menghindari goresan pada permukaan cermin. Saat menambahkan cairan, ujung penetes tidak boleh menyentuh prisma.
(4) Permukaan cermin harus dibersihkan sebelum setiap tetes sampel; setelah digunakan, permukaan cermin juga harus dibersihkan dengan aseton atau etanol 95 persen, dan prisma harus ditutup setelah dikeringkan.
(5) Cairan yang menimbulkan korosi atau melarutkan kaca prisma, logam insulasi, dan perekat di antaranya harus dihindari.
Terakhir, harus ditunjukkan bahwa refraktometer Abbe tidak dapat digunakan pada suhu yang lebih tinggi; sulit untuk mengukur sampel yang mudah menguap atau menyerap air; selain itu, persyaratan kemurnian sampel juga tinggi. Secara umum, ketika suhu naik satu derajat, indeks bias senyawa organik cair berkurang 3,5×10-4—5,5×10-4. Beberapa cairan, terutama bila suhu yang indeks biasnya diperoleh mendekati titik didihnya, memiliki koefisien suhu hingga 7×10-4. Dalam kerja praktek, indeks bias yang diukur pada suhu tertentu sering diubah menjadi indeks bias pada suhu lain. Untuk kenyamanan perhitungan, 4,5×10-4 umumnya digunakan sebagai konstanta perubahan suhu. Nilai yang diperoleh dengan perhitungan kasar ini mungkin memiliki sedikit kesalahan, tetapi merupakan nilai referensi. Dengan kata lain, indeks bias menurun dengan kenaikan suhu, dan indeks bias berubah sekitar 0.00045 untuk setiap perubahan 1 derajat Celcius. Kita dapat menghitung indeks bias yang dikoreksi menjadi 20 derajat dengan rumus berikut: nD(t)=nD(20) - 0.00045(t-20 degree )
di mana nD(t) adalah indeks bias yang diukur secara eksperimental pada suhu t. Ini menunjukkan bahwa ketika suhu eksperimen lebih tinggi dari 20 derajat , nD(20) lebih besar dari nD(t); sedangkan ketika suhu eksperimen lebih rendah dari 20 derajat, nD(20) lebih kecil dari nD(t).
Contoh: Diberikan nD(t) =1.3667, t=25.2 degree , hitung nD(20).
nD(t)=nD(20) - 0.00045(t-20 derajat )
nD(20)=1.3667 ditambah 0,00045(25,2 derajat -20 derajat )
{{0}}.3667 ditambah 0,00045 × 5,2
=1.36904 Pengaruh panjang gelombang cahaya
Indeks bias suatu zat bervariasi dengan panjang gelombang cahaya, dengan panjang gelombang yang lebih panjang memiliki indeks bias yang lebih kecil dan panjang gelombang yang lebih pendek memiliki indeks bias yang lebih besar. Sumber cahaya yang digunakan untuk pengukuran biasanya cahaya putih. Ketika cahaya putih dibiaskan oleh prisma dan cairan sampel, karena panjang gelombang yang berbeda dari setiap cahaya warna, tingkat pembiasannya juga berbeda. Setelah pembiasan, itu terurai menjadi berbagai lampu warna. Fenomena ini disebut dispersi. Dispersi cahaya akan membuat garis pemisah antara terang dan gelap pada bidang penglihatan menjadi tidak jelas, sehingga terjadi kesalahan pengukuran. Untuk menghilangkan dispersi, kompensator dispersi dipasang di ujung bawah tabung observasi refraktometer Abbe.
Pengaruh suhu
Indeks bias larutan berubah dengan suhu, indeks bias menurun dengan kenaikan suhu, dan meningkat dengan penurunan suhu. Skala pada refraktometer terukir pada suhu standar 20 derajat. Oleh karena itu, yang terbaik adalah mengukur indeks bias pada 20 derajat. Jika tidak, koreksi suhu harus dilakukan pada hasil pengukuran. Ketika melebihi 20 derajat, tambahkan nomor koreksi; ketika lebih rendah dari 20 derajat, kurangi angka koreksi
