Analisis prinsip kerja refraktometer Abbe
Refraktometer dirancang berdasarkan prinsip ini. Gambar {{0}} adalah diagram skema struktur instrumen. Bagian utamanya adalah dua prisma siku-siku PI dan PII. Terdapat celah sekitar 0.1 hingga 0,15 mm antara permukaan kasar prisma PI dan cermin bidang optik AD PII, yang digunakan untuk menampung cairan yang akan diukur dan membentuk celah antara PI dan PII. lapisan tipis. Setelah cahaya memasuki prisma PI dari reflektor, cahaya tersebut menyebar karena permukaannya berupa kaca buram yang kasar, dan melewati cairan terukur di celah dari berbagai sudut; itu memasuki prisma PII. Seperti kita ketahui sebelumnya, cahaya memasuki prisma PII dari segala arah Semua sinar cahaya dibiaskan, dan sudut biasnya berada dalam sudut kritis rc (karena indeks bias prisma lebih besar dari indeks bias zat cair, semua cahaya sinar dengan sudut datang dari ke ke dapat dibiaskan melalui prisma). Cahaya dengan sudut kritis rc melewati prisma PII dan mengenai lensa okuler. Pada saat ini, jika garis bidik lensa mata disesuaikan ke posisi yang sesuai, Anda akan melihat setengah terang dan setengah gelap pada lensa mata.
Dapat dibuktikan dari prinsip optik geometri bahwa hubungan indeks bias n zat cair dalam celah dan rc adalah:
n cairan=sinB
B adalah konstanta untuk prisma tertentu, dan prisma n juga merupakan nilai konstan pada suhu konstan. Jadi indeks bias n suatu zat cair merupakan fungsi dari sudut rc. Indeks bias cairan dapat dihitung dari rc. Pembacaan rc telah diubah menjadi nilai n cairan pada refraktometer, dan nilai n cairan dapat dibaca secara langsung.
Dalam kondisi tertentu, indeks bias suatu cairan bervariasi tergantung pada panjang gelombang cahaya monokromatik yang digunakan. Jika cahaya putih biasa digunakan sebagai sumber cahaya, pita cahaya berwarna akan muncul pada batas antara terang dan gelap karena dispersi, sehingga batas antara terang dan gelap menjadi tidak jelas. Untuk menggunakan cahaya putih sebagai sumber cahaya, dua prisma "Amici" yang masing-masing terdiri dari tiga prisma dipasang di instrumen sebagai prisma kompensasi (prisma "Amici" atas dapat diputar) untuk menyesuaikan posisi relatifnya. , bila diorientasikan dengan benar, cahaya tersebar yang keluar dari prisma pembiasan di bawah dapat diubah menjadi cahaya putih lagi, menghilangkan pita warna dan membuat batas antara terang dan gelap menjadi jelas. Pada saat ini, indeks bias yang diukur dengan cahaya putih setara dengan indeks bias nD yang diukur dengan garis D cahaya natrium (panjang gelombang 5890 nm).
Indeks bias adalah salah satu konstanta karakteristik materi, dan nilainya berkaitan dengan suhu, tekanan, dan panjang gelombang sumber cahaya. Simbol tersebut mengacu pada indeks bias suatu zat ketika cahaya natrium garis D digunakan sebagai sumber cahaya. Suhu berpengaruh terhadap indeks bias. Ketika suhu sebagian besar zat organik cair meningkat, indeks biasnya menurun menjadi , sedangkan hubungan antara indeks bias zat padat dan suhu tidak teratur dan umumnya tidak melebihi . Biasanya perubahan tekanan atmosfer mempunyai pengaruh yang kecil terhadap nilai numerik indeks bias, sehingga pengaruh tekanan hanya dipertimbangkan dalam pekerjaan yang sangat presisi.
