अपवर्तनांक कैसे मापें

अपवर्तनांक कैसे मापें

जब प्रकाश माध्यम A से माध्यम B में प्रवेश करता है, यदि माध्यम A, माध्यम B के लिए एक हाइड्रोफोबिक पदार्थ है, अर्थात 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.

मूल्य को मापने के लिए, एब्बे रेफ्रेक्टोमीटर "आधे-प्रकाश और आधे-अंधेरे" विधि को अपनाता है, जो कि मोनोक्रोमैटिक प्रकाश को माध्यम ए से माध्यम बी में 0-90 डिग्री के सभी कोणों से प्रवेश करने देता है। इस बार, माध्यम बी में संपूर्ण क्रांतिक कोण प्रकाश सभी क्षेत्रों से होकर गुजरता है, इसलिए यह उज्ज्वल है; जबकि क्रांतिक कोण के बाहर के सभी क्षेत्र प्रकाश पारित नहीं करते हैं, इसलिए यह अंधेरा है, और प्रकाश और अंधेरे क्षेत्रों के बीच की सीमा बहुत स्पष्ट है। यदि आप माध्यम बी के ऊपर एक ऐपिस के साथ निरीक्षण करते हैं, तो आप एक बहुत स्पष्ट सीमा के साथ एक अर्ध-अंधेरे छवि देख सकते हैं।
माध्यम अलग है, क्रांतिक कोण भी अलग है, और ऐपिस में प्रकाश और अंधेरे क्षेत्रों की सीमा स्थिति भी अलग है। यदि ऐपिस में एक "क्रॉस" रेखा उकेरी गई है, तो माध्यम बी और ऐपिस की सापेक्ष स्थिति को बदलें, ताकि हर बार प्रकाश और अंधेरे क्षेत्रों के बीच की सीमा हमेशा "क्रॉस लाइन" के चौराहे के साथ मेल खाए, मापकर इसकी सापेक्ष स्थिति (कोण) एवं रूपांतरण के बाद अपवर्तनांक प्राप्त किया जा सकता है। एब्बे रेफ्रेक्टोमीटर के पैमाने पर उत्कीर्ण रीडिंग परिवर्तित अपवर्तक सूचकांक है, इसलिए इसे सीधे पढ़ा जा सकता है। साथ ही, एब्बे रेफ्रेक्टोमीटर में एक फैलाव-उन्मूलन उपकरण होता है, इसलिए यह सीधे सूर्य के प्रकाश का उपयोग कर सकता है, और मापी गई संख्याएं सोडियम प्रकाश द्वारा मापी गई संख्याओं के समान होती हैं। ये एब्बे रेफ्रेक्टोमीटर के फायदे हैं।

एब्बे रेफ्रेक्टोमीटर का उपयोग कैसे करें: सबसे पहले रेफ्रेक्टोमीटर को स्थिर तापमान टैंक से कनेक्ट करें, स्थिर तापमान के बाद, समकोण प्रिज्म को अलग करें, और रेशम या लेंस की सफाई पर थोड़ी मात्रा में इथेनॉल या एसीटोन के साथ ऊपरी और निचले दर्पण सतहों को धीरे से पोंछें। कागज़। इथेनॉल या एसीटोन के वाष्पित होने के बाद, नीचे दर्पण में आसुत जल की एक बूंद डालें, प्रिज्म को बंद करें, और दर्पण के अंदर देखने के क्षेत्र को उज्ज्वल बनाने के लिए दर्पण को समायोजित करें।

प्रिज्म को तब तक घुमाएं जब तक दर्पण में एक सीमा रेखा या रंगीन प्रकाश बैंड दिखाई न दे; यदि रंगीन प्रकाश बैंड दिखाई देता है, तो प्रकाश और अंधेरे के बीच की सीमा को स्पष्ट करने के लिए फैलाव को समायोजित करें, और फिर समकोण प्रिज्म को घुमाएं ताकि सीमा रेखा "क्रॉस" के चौराहे से होकर गुजरे। रीडिंग और तापमान को रिकॉर्ड करें, शुद्ध पानी के औसत अपवर्तक सूचकांक को मापने के लिए दो बार दोहराएं और इसकी तुलना शुद्ध पानी के मानक मूल्य (=1.33299) से करें, रेफ्रेक्टोमीटर का अंशांकन संयंत्र प्राप्त किया जा सकता है, और फिर परीक्षण किए जाने वाले तरल नमूने का अपवर्तनांक उसी तरह मापा जा सकता है। सुधार मूल्य आम तौर पर छोटा होता है, और यदि मूल्य बहुत बड़ा है, तो पूरे उपकरण को पुन: कैलिब्रेट किया जाना चाहिए। रेफ्रेक्टोमीटर का उपयोग करते समय निम्नलिखित बातों पर ध्यान देना चाहिए:

(1) एब्बे की माप सीमा 1.3{5}}00 से 1.7000 तक है, और सटीकता ±0.0001 है; मापते समय इस बात पर ध्यान देना चाहिए कि इंसुलेशन जैकेट का तापमान सही है या नहीं। यदि आप ±0.0001 तक मापना चाहते हैं, तो तापमान को ±0.1 डिग्री की सीमा के भीतर नियंत्रित किया जाना चाहिए।

(2) उपयोग या भंडारण के दौरान उपकरण को सूरज की रोशनी के संपर्क में नहीं आना चाहिए, और उपयोग में न होने पर काले कपड़े से ढक देना चाहिए।

(3) दर्पण की सतह पर खरोंच से बचने के लिए रेफ्रेक्टोमीटर के प्रिज्म को संरक्षित किया जाना चाहिए। तरल पदार्थ डालते समय ड्रॉपर का सिरा प्रिज्म को नहीं छूना चाहिए।

(4) नमूने की प्रत्येक बूंद से पहले दर्पण की सतह को साफ किया जाना चाहिए; उपयोग के बाद दर्पण की सतह को भी एसीटोन या 95 प्रतिशत इथेनॉल से साफ करना चाहिए, और सूखने के बाद प्रिज्म को बंद कर देना चाहिए।

(5) ऐसे तरल पदार्थ जो प्रिज्म ग्लास, इन्सुलेशन धातु और उनके बीच चिपकने वाले पदार्थ को संक्षारित या विघटित करते हैं, उनसे बचना चाहिए।

अंत में, यह बताया जाना चाहिए कि एब्बे रेफ्रेक्टोमीटर का उपयोग उच्च तापमान पर नहीं किया जा सकता है; अस्थिर या जल-अवशोषित नमूनों को मापना मुश्किल है; इसके अलावा, नमूनों की शुद्धता की आवश्यकताएं भी अधिक हैं। सामान्यतया, जब तापमान एक डिग्री बढ़ता है, तो तरल कार्बनिक यौगिक का अपवर्तनांक 3.5×10-4—5.5×10-4 कम हो जाता है। कुछ तरल पदार्थ, विशेष रूप से जब जिस तापमान का अपवर्तनांक प्राप्त करना है वह उसके क्वथनांक के करीब होता है, तो उसका तापमान गुणांक 7×10-4 तक होता है। व्यावहारिक कार्य में, एक निश्चित तापमान पर मापा गया अपवर्तक सूचकांक अक्सर दूसरे तापमान पर अपवर्तक सूचकांक में परिवर्तित हो जाता है। गणना की सुविधा के लिए, तापमान परिवर्तन स्थिरांक के रूप में आमतौर पर 4.5×10-4 का उपयोग किया जाता है। इस रफ गणना से प्राप्त मूल्य में थोड़ी त्रुटि हो सकती है, लेकिन यह संदर्भ मूल्य का है। दूसरे शब्दों में, तापमान बढ़ने के साथ अपवर्तक सूचकांक कम हो जाता है, और प्रत्येक 1 डिग्री सेल्सियस परिवर्तन के लिए अपवर्तक सूचकांक लगभग 0.00045 तक बदल जाता है। हम निम्नलिखित सूत्र द्वारा 20 डिग्री तक संशोधित अपवर्तक सूचकांक की गणना कर सकते हैं: nD(t)=nD(20) - 0.00045(t-20 डिग्री)
जहां nD(t) तापमान t पर प्रयोगात्मक रूप से मापा गया अपवर्तनांक है। इससे पता चलता है कि जब प्रायोगिक तापमान 20 डिग्री से अधिक होता है, तो nD(20) nD(t) से बड़ा होता है; जबकि जब प्रायोगिक तापमान 20 डिग्री से कम होता है, तो nD(20) nD(t) से छोटा होता है।
उदाहरण: nD(t) =1.3667, t{2}}.2 डिग्री दिया गया है, nD(20) की गणना करें।
nD(t)=nD(20) - 0.00045(t-20 डिग्री )
nD(20)=1.3667 प्लस 0.00045(25.2 डिग्री -20 डिग्री )
{{0}}.3667 प्लस 0.00045 × 5.2
=1.36904 प्रकाश तरंग दैर्ध्य का प्रभाव

किसी पदार्थ का अपवर्तक सूचकांक प्रकाश की तरंग दैर्ध्य के साथ बदलता रहता है, लंबी तरंग दैर्ध्य का अपवर्तनांक छोटा होता है और छोटी तरंग दैर्ध्य का अपवर्तनांक बड़ा होता है। माप के लिए उपयोग किया जाने वाला प्रकाश स्रोत आमतौर पर सफेद रोशनी होता है। जब सफेद प्रकाश प्रिज्म और नमूना तरल द्वारा अपवर्तित होता है, तो प्रत्येक रंग के प्रकाश की अलग-अलग तरंग दैर्ध्य के कारण, अपवर्तन की डिग्री भी भिन्न होती है। अपवर्तन के बाद, यह विभिन्न रंगीन रोशनी में विघटित हो जाता है। इस घटना को फैलाव कहा जाता है. प्रकाश का फैलाव दृष्टि के क्षेत्र में प्रकाश और अंधेरे के बीच की विभाजन रेखा को अस्पष्ट बना देगा, जिसके परिणामस्वरूप माप त्रुटियां होंगी। फैलाव को खत्म करने के लिए, एब्बे रेफ्रेक्टोमीटर के अवलोकन ट्यूब के निचले सिरे पर एक फैलाव कम्पेसाटर स्थापित किया गया है।
तापमान का प्रभाव
किसी विलयन का अपवर्तनांक तापमान के साथ बदलता है, तापमान बढ़ने पर अपवर्तनांक कम हो जाता है और तापमान घटने पर अपवर्तनांक बढ़ जाता है। रेफ्रेक्टोमीटर पर स्केल 20 डिग्री के मानक तापमान पर उकेरा जाता है। इसलिए, अपवर्तक सूचकांक को 20 डिग्री पर मापना सबसे अच्छा है। अन्यथा, माप परिणामों पर तापमान सुधार किया जाना चाहिए। जब यह 20 डिग्री से अधिक हो जाए, तो सुधार संख्या जोड़ें; जब यह 20 डिग्री से कम हो, तो सुधार संख्या घटा दें