Рефрактометр Советский патент 1931 года по МПК G01N21/41 G02B5/04 

Существующие в настоящее время рефрактометры дают возможность производить измерение показателей преломления только в узких пределах или, охватывая большую область измерения, требуют наличия набора из трех или четырех призм, при чем в этих случаях вычисление приходится делать по усложненным формулам, и пользоваться специально составленными таблицами.

Предлагаемый рефрактометр, в отличие от других известных моделей, дает воз- . можность измерять показатели преломления жидких и твердых тел в пределах от 1 до 1,8 или 1,9, пользуясь только одной, раз навсегда установленной призмой. Кроме того, вычисления при этом сводятся к весьма простым действиям, указанным в нижеприведенной формуле 4, Это достигается при помощи особо устроенной призмы с большим показателем преломления и с выходной поверхностью цилиндрической формы.

На чертеже фиг. 1 представляет принципиальную схему рефрактометра; фиг. 2твид рефрактометра сбоку с астичными разрезами; фиг. 3-вид его сверху с частичными разрезами; фиг. 4-вид его спереди с частичными разрезами.

Главной составной частью предлагаемого рефрактометра, как сказано вьгше, является призма 1 (фиг. 1) с большим показателем преломления. Нижняя поверхность призмы полирована и пригнана под плановое стекло, остальные поверхности матово шлифованы. В оснрве устройства рефрактометра лежат следующие соображения.

Если пропустить луч света в воздухе таким образом, чтобы последний шел по направлению нижней поверхности призмы и скользил по этой поверхности, то часть луча преломится согласно закону Декарта

, По

(1)

t

Где г-есть угол между нормалью к нижней поверхности призмы и падающим, скользящим лучом, при чем этот угол при всех измерениях должен быть постоянный 90°; г - - угол между нормалью и лучом, преломленным и идущим в среде призмы; «1-показатель преломления йоздуха 1, 2 - показатель преломления стекла призмы- величина постоянная и известная. Если при этих условиях опустить нижнюю поверхность призмы 1 в какую-либо жидкость или приставить к ней вплотную какое-либо прозрачное тело с показателем преломления «з, который нужно измерить, тогда формула,(1) примет следующий вид: Sin 900 „2 Sin г Лз откуда Sin г пз Wk - -. а так как Sin 90° 1, то окончательная формула для определения измеряемого показателя преломления жидких или твердых тел получает весьма простой и удобный для вычисления вид: % - Sin Г. щ где з - есть искомый показатель преломления жидкого или твердого тела, «2-показатель преломления призмы, величина заранее определенна; и постоянная, т - угол преломления, величина переменная, зависящая от измеряемых показателей преломления жидких или твердых тел. Вес прибор-рефрактометр устроен в основном для измерения угла преломления г. Луч света, падающий, по направлению нижней полированной поверхности призмы 1, претерпевает преломление, начиная с острого ребра призмы, идет в среде призмы и проектируется на цилиндрической матовой выходной поверхности. Это дает возможность измерять (угол г до 90° и, следовательно, пользоваться рефрактометррм в самых широких пределах. В остальном, рефрактометр устроен следующим образом. Основанием прибора служит подставка 2 (фиг. 1, 2 и 4), к задней стороне которой привернута сёкторообразная пластинка (сектор) 3. На цилиндрической поверхности сектора 3 нанесены У ° деления, начало которых (О-деление) следует считать от нормали к нижней поверхности призмы 1. К передней плоскости сектора 3 привернута заключенная в металлическую оправу призма 1 с таким расчетом, чтобы острое преломляющее ребро призмы приходилось В центре сектора. С задней стороны сектора, в центре его, прикреплена, ось 4 (фиг. 3); на которой установлен рычаг 5, вращающийся при помощи шестерни с головкой 20, сцепляющейся с зубчаткой «7, прикрепленной к сектору. К концу рычага 5 при помощи втулки наглухо прикреплен микроскоп 8, имеющий в середине оправу 9 с регулирующими винтами, в которой имеется стекло с горизонтальным штрихом, служащее для наведения на преломленный в призме луч, спроектированный на цилиндрической поверхности призмы 1. Микроскоп 8 должен быть установлен так, чтобы его оптическая ось совпадала с нижней поверхностью призмы и проходила через центр сектора 3. Микроскоп 8 служит для улавливания преломленного в призме луча, который проектируется на матовой цилиндрической поверхности призмы. К рычагу 5 снизу прикрепляется пластинка 10 (фиг. 4) с цилиндрической поверхностью, совпадающей с такой же цилиндрической поверхностью сектора 3; на поверхности пластинки 10 нанесен нониус с точностью отсчета до одной минуты, при помощи которого отсчитываются углы преломленного луча. Под призмой 1 имеется подъемный столик 11 со стержнем, входящим в от верстие подставки 2. Столик 11 может быть закреплен на желательной высоте при помощи винта 12 (фиг. 2). В случае измерения показателя преломления жидких тел на столик 11 ставится ванна 13, прикрепляемая к нему при помощи винта 14. Ванна 13 имеет по ходу лучей две стенки из стекла, а остальные стенки двойные, служащие для пропускания между ними горячей воды или пара для подогревания испытуемой жидкости. Тубус 15 (фиг. 3) у ванны 13 служит для впуска горячей воды в межстенное пространство ванны, а тубус 16-для выхода воды и для введения термометра. Для измерения показателя преломления твердых тел из испытуемого материала (например, стекла) должен быть приготовлен параллелепипед с плоскопараллельными полированными гранями. Параллелепипед для измерения приставляется вплотную к нижней грани призмы 1 так, чтобы перекрыть острое ребро

призмы, и поддерживается подъемным столиком 11, на котор 1Й предварительно накладывают резиновую пластинку.

К подставке 2 ниже столика прикреплена пластинка 17 (фиг. 2), на конусе которой укреплена вилка 18 с вращающимся во все стороны зеркалом 19. Последнее служит для отражения лучей источника света и направления вступающего луча по нижней поверхности призI мы 1. Зеркало 19 в случае надобности I может быть заменено линзой.

jПредмет изобретриня.

Рефрактометр для определения показаний преломления твердых и жидких тел, отличающийся применением одной призмы 1 с большим показателем преломления и с выходной поверхностью цилиндрической формы.