Рефрактометрия

Значение слова Рефрактометрия по Ефремовой:
Рефрактометрия - Раздел прикладной оптики, в котором рассматриваются методы измерения показателя преломления света в твердых, жидких и газообразных средах.

Рефрактометрия в Энциклопедическом словаре:
Рефрактометрия - (от лат. refractus - преломленный и ...метрия) -совокупность методов и средств измерения показателей преломления n среды:измерение угла преломления света; измерение угла полного внутреннегоотражения; интерференционный метод; фотометрический метод (зависимостькоэффициента отражения света на границе двух сред от отношения n); другиеметоды, в т. ч. иммерсионный и теневой (измерение перепада n внеоднородных средах).

Определение слова «Рефрактометрия» по БСЭ:
Рефрактометрия (от лат. refractus - преломленный и... метрия)
раздел оптической техники, посвященный методам и средствам измерения преломления показателей (ПП) твёрдых, жидких и газообразных сред в различных участках спектра оптического излучения (света). Зная ПП n и его дисперсию (зависимость от длины волны света) D, можно определить и др. величины, зависящие от n и D. Методы Р. разделяются на: 1) методы прямого измерения углов преломления света при прохождении им границы раздела двух сред; 2) методы, в которых используется явление полного внутреннего отражения (ПВО) света; 3) интерференционные методы (см. Интерференция света); 4) фотометрические методы, в которых используется зависимость Отражения коэффициента (или коэффициента пропускания) света на границе двух сред от соотношения их ПП (см. Отражение света, Френеля формулы); 5) прочие методы (измерение фокусного расстояния линзы и кривизны её поверхностей для определения ПП её материала, измерение поперечного смещения луча плоскопараллельной пластинкой из исследуемого материала, Иммерсионный метод и т.д.).
Наиболее распространены первые три из этих групп методов Р.
Для измерения методами 1-й группы образцу придают форму призмы (см. Дисперсионные призмы) и определяют ПП, добиваясь поворотом призмы того, чтобы угол отклонения луча 8 (рис. 1, а) был минимален. При другом способе измерения n исследуемый образец помещают в специально изготовленную призму с известным ПП N (рис. 1, б). Для измерения ПП жидкостей призматические образцы выполняются полыми и заливаются исследуемой жидкостью. Точность определения ПП этими методами - 10⁻⁵, а разности ПП двух веществ ∼ 10⁻⁷. Очень часто используются и методы Р., основанные на явлении ПВО. Образец с измеряемым ПП приводится в Оптический контакт с эталонной призмой из материала с высоким и заранее точно измеренным ПП N (рис. 2).
Свет может направляться как со стороны образца, так и со стороны призмы. В обоих случаях в определённом (очень узком) интервале углов падения пучка лучей на границу раздела образца и призмы в поле зрения наблюдательной зрительной трубы появится чёткая граница, разделяющая тёмный и светлый участки поля. Один из участков (тёмный при освещении со стороны образца, светлый при освещении со стороны призмы) соответствует лучам, претерпевающим ПВО, а граница этого участка - предельному, или критическому, углу падения луча. Точность метода ПВО ∼ 10⁻⁵.
В интерференционных методах разность ПП сравниваемых сред определяют (рис. 3) по числу порядков интерференции лучей, прошедших через эти среды. Точность этих методов достигает 10⁻⁷-10⁻⁸. Их применяют, например, при измерениях в газах и разбавленных растворах.
Приборы для определения ПП методами Р. называют рефрактометрами.
Р. нашла широкое применение в физической химии для определения состава и структуры веществ, а также для контроля качества и состава различных продуктов в химической, фармацевтической, пищевой и многих других отраслях промышленности. Достоинства рефрактометрических методов химического количественного анализа - быстрота измерений, малый расход вещества и высокая точность. Знание Градиентов ПП позволяет производить расчёт градиентов плотности и концентрации. В некоторых случаях по виду кривых ПП можно делать выводы о характере взаимодействия веществ и образовании соединений. Методы Р. используют при проверке однородности твёрдых образцов и жидкостей, в аэро- и гидродинамических исследованиях. Особую роль играет Р. в оптической промышленности, так как ПП и дисперсия стекла и других оптических материалов являются их важнейшими характеристиками.
Лит.: Шишловский А. А., Прикладная физическая оптика, М., 1961; Иоффе Б. В., Рефрактометрические методы химии, 2 изд., Л., 1974.
М. В. Лейкин.
Рис. 1. Определение показателя преломления (ПП) n по отклонению луча в призматических образцах. а - ход луча через призму с преломляющим углом α. Угол отклонения δ имеет наименьшую величину при равенстве углов входа луча в призму и выхода из неё: i₁ = i₂ (т. н. симметричный ход луча через призму), n определяют по формуле

n = sin α+δ

2
⁄ sin α

2
.

б - ход луча через призму с измеряемым ПП n, помещенную в прямоугольную выемку призмы с известным ПП N; показан наиболее распространённый вариант с преломляющим углом призмы α = 90° и углами γ₁ = γ₂= 45°. n связан с измеряемым углом β выхода луча соотношением
n = √^Ї[NІ+sin β√^Ї(NІ−sinІβ)].
Рис. 2. Измерение показателя преломления (ПП) п с использованием явления полного внутреннего отражения (ПВО). 1-1; 2-2 - ход лучей при освещении со стороны исследуемого образца (для упрощения рисунка отражённая часть луча 2 не показана). 1-1 - предельный луч, соответствующий углу
φ_1пво в материале нижней призмы. 3-3; 4-4; 5-5 - ход лучей при освещении снизу, со стороны призмы с известным ПП N. 4-4 - предельный луч, при падении которого под углом φ_2пво на границу раздела призмы и образца происходит ПВО. А и В - схематические изображения поля зрения наблюдательной трубки при прохождении через неё предельных лучей 1 и 4.
n связан с измеряемым углом β между направлением предельного луча и нормалью к грани призмы формулой
n = sin α √^Ї(NІ−sinІ β) ± cos α sin β, где α - преломляющий угол призмы с известным ПП.
Рис. 3. Принцип действия интерференционного рефрактометра. Луч света разделяют так, чтобы две его части прошли через кюветы длиной l, заполненные веществами с различными показателями преломления. На выходе из кювет лучи приобретают определённую разность хода и, будучи сведены вместе, дают на экране картину интерференционных максимумов и минимумов с k порядками (схематически показана справа). Разность показателей преломления
Δn = n₂ - n₁ = kλ/2, где λ - длина волны света.

Рефрактометрический Рефрактометрия Рефрактометры