Оптическая схема прибора

В данной работе для определения концентрации раствора применяется интерференционный рефрактометр Рэлея ИТР-2.

П ринцип действия интерферометра основан на явлении интерференции света от двух параллельных щелей, в результате которой образуется интерференционная картина. Оптическая схема прибора приведена на Рис. 1 (вид сверху) и Рис. 2(вид сбоку).

Лучи от источника света – лампы накаливания (Л), пройдя через конденсатор (С), полупрозрачным зеркалом (З₁) направляются на щель (Щ), которая находится в фокальной плоскости объектива (О). Из объектива (О) лучи выйдут параллельным пучком, при этом часть лучей пройдет через двухкамерную кювету (К), а другая часть под этой кюветой. После отражения от зеркала (З₂) лучи света, возвращаются обратно и в фокальной плоскости окуляра з рительной трубы (Ок) образуют две интерференционные системы вертикальных полос, расположенных одна над другой. Нижние лучи, проходящие под кюветой, образуют нижнюю неподвижную систему интерференционных полос. Верхние лучи проходят сквозь соответствующие кюветы и образуют верхнюю систему полос. В случае, когда обе кюветы залиты одинаковой жидкостью, оптическая разность хода лучей равна нулю, и верхняя система полос совпадает с нижней, неподвижной (Рис. 3 а). Если ж е одна из камер кюветы залита растворителем, а другая – раствором, то верхняя система полос сдвинута относительно нижней на число полос, зависящее от разности показателей преломления (n ‑ n_эт) (Рис. 3 б). Таким образом, неподвижная система полос является указателем для подвижной системы.

На зрительной трубе со стороны объектива (внутри кожуха) жестко крепится узел компенсатора (П на Рис. 2 а и 2 б).

К омпенсатор состоит из трех плоскопараллельных пластинок. Две из них – верхние – укреплены на общей оси вращения под некоторым углом друг к другу (Рис. 4). Нижняя плоскопараллельная пластинка образует с верхними линию раздела между подвижными и неподвижными системами интерференционных полос. Верхние пластины располагаются на пути световых лучей 1 и 2, прошедших через левую и правую камеры кюветы и вносят некоторую разность хода. Поворачивая компенсатор вокруг оси ОО, можно создать такую разность хода лучей 1 и 2, которая скомпенсирует разность хода, вызванную смещением интерференционных полос, и подвижная система полос вернется в нулевое положение.

Смещение нулевых полос подвижной интерференционной картины относительно неподвижной осуществляется микрометрическим винтом, связанным с устройством, поворачивающим компенсатор. Повороту на одно деление микрометрического барабана соответствует смещение на определённую долю полосы (указанную в паспорте прибора). Таким образом, по числу делений К барабана, при котором наблюдается компенсация, можно определить число полос N и по формуле (3) рассчитать разность показателей преломления n–n_эт. Для определения концентрации можно воспользоваться зависимостью (1), связывающей концентрацию С с разностью показателей преломления, построить калибровочную кривую К=К(С), а затем по этой кривой и показаниям барабана, соответствующим компенсации, определить концентрацию С, что и требуется сделать в данной работе.

Двухкамерная кювета (см. инструкцию к прибору) с исследуемыми жидкостями помещается в термокамеру, служащую для уравнивания температур и снабженную мешалкой и термометром. В дно термокамеры ввернут кран, через который сливается термостатирующая жидкость (вода). Для удобства наблюдения за интерференционной картиной и одновременного снятия отсчетов по шкале барабана, на зрительной трубе со стороны окуляра крепится лупа в оправе.