WOJCIECH MATUSZEWICZ

INFORMATYKA I ROK

WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA ZAŁAMANIA ŚWIATŁA

REFRAKTOMETREM ABBEGO.

OPIS PRZYRZĄDU

-----------------------------

Podstawowym elementem przyrządu jest pryzmat refraktometryczny. Poziome ustawienie płaszczyzny pomiarowej

zabezpiecza przed spływaniem cieczy z pryzmatu . Nad pryzmatem refraktometrycznym znajduje się pryzmat

nakrywkowy,zwany również oświetlającym . Podczas pomiaru wiązka promieni zostaje skierowana do pryzmatu oświetlającego

. Wiązka załamana na płaszczyźnie pomiarowej przedostaje się do wnętrz kadłuba refraktometru . Po przejściu przez pryzmat

kierujący , promienie trafiają do zespołu pryzmatów Amiciego . Obrót pryzmatów Amiciego powoduje rozczepianie światła

białego . Przez okular , znajdujący się w górnej części przyrządu obserwujemy skale oraz oświetlone pole mające kształt

prostokąta . Obrót pryzmatów Amiciego pozwala wydzielić w tym prostokącie dwa pola o różnym oświetleniu . Miara

dokładności przygotowania przyrządu do pracy jest jednobarwność oświetlenia tych pól oraz wyraźnie widoczna linia

graniczna miedzy nimi .Badana ciecz jest ośrodkiem optycznie rzadszym w porównaniu ze szkłem pryzmatów,dlatego

wszystkie promienie świetlne mogą przejść do pryzmatu refraktometrycznego . Kiedy kat padania zbliża się do kata prostego ,

wówczas kat załamania osiąga wartość kata granicznego .

OPIS ĆWICZENIA

----------------------------

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie współczynników załamania światła w roztworach gliceryny z wodą o różnych

stężeniach.Pomiary przeprowadzamy dla wody i roztworów gliceryny z wodą. Stężenia roztworów zmieniają się w zakresie od

10% do 80% . W skład zestawu pomiarowego wchodzą również dwie próbki roztworów o nieznanych stężeniach.

Badaną ciecz wprowadzamy pomiędzy powierzchnie pryzmatów refraktometru Abbego i oświetlamy pryzmat

nakrywkowy. Poprzez obrót pryzmatów Amiciego ustalamy wyraźną granicę pomiędzy dwoma widocznymi w okularze

oświetlonymi polami. Granicę pomiędzy polami ustawiamy na przecięciu dwu linii widocznych w okularze. Na skali odczytujemy

współczynnik załamania światła w badanej cieczy.

Zmierzone w ten sposób współczynniki załamania stanowią podstawę do wyznaczenia charakterystyki zależności

współczynnika załamania od stężenia roztworu. Z wykresu tej zależności możemy odczytać stężenie roztworów nieznanych,

po wyznaczeniu ich współczynników załamania.

Błąd wartości stężenia roztworu wynosi:

Dla poszczególnych stężeń błędy te wynoszą:

c10% = 10% * 0.05 = 0.5% c30% = 30% * 0.05 = 1.5% c50% = 50% * 0.05 = 2.5% c70% = 70% * 0.05 = 3.5%

c20% = 20% * 0.05 = 1% c40% = 40% * 0.05 = 2% c60% = 60% * 0.05 = 3% c80% = 80% * 0.05 = 4%

Błąd odczytu współczynnika załamania wynosi:

gdzie:

i - numer pomiaru w serii;

N - liczba pomiarów w serii;

wsp1i - współczynnik załamania odczytany podczas I serii pomiarów;

wsp2i - współczynnik załamania odczytany podczas II serii pomiarów.

Dla naszych pomiarów poszczególne błędy wynoszą:

w10% = 0,003

w30% = 0,0017

w60% = 0

Błąd średni pomiarów wynosi:

Na podstawie wykresu możemy określić stężenia roztworów X i Y.

Stężenie roztworu X wynosi 28% , natomiast roztworu Y - 106%.

WNIOSKI

---------------

Celem ćwiczenia było wyznaczenie współczynnika załamania światła refraktometrem Abbego. Jak pokazuje wykres

zależności
współczynnik załamania jest proporcjonalny do stężenia procentowego roztworu .Wzrost stężenia

pociąga wzrost współczynnika załamania . Sporządzony wykres może stanowić podstawę do identyfikacji stężeń nieznanych

roztworów . Nieznane wartości stężeń wynoszą kolejno x=
,y=
. Ewentualne odchylenia współczynnika załamania

od wyraźnie wyznaczonego kierunku mogą być powodowane nieco kłopotliwym ustawieniem skrzyżowanej nici na rozmyte

granicy jasnego i ciemnego obszaru . Rozmycie to było większe dla mniejszej ilości cieczy znajdującej się miedzy układem

pryzmatów i mogło powstać na wskutek parowania .

---