アッベ屈折計の動作原理の分析
屈折計はこの原理に基づいて設計されています。図 {{0}} は、機器構造の概略図です。主な部分は、2 つの直角プリズム PI と PII です。プリズム PI の粗い表面と PII の光学平面ミラー AD の間には約 0.1 ～ 0.15 mm の隙間があり、測定対象の液体を保持し、PI と PII の間に隙間を形成するために使用されます。薄い層。光は反射鏡からプリズム PI に入った後、表面が粗いすりガラスであるため拡散し、さまざまな角度から隙間にある測定対象液体を通過してプリズム PII に入ります。前に述べたように、あらゆる方向からプリズム PII に入る光はすべて屈折し、その屈折角は臨界角 rc 内に収まります (プリズムの屈折率は液体の屈折率よりも大きいため、入射角が から までの光線はすべてプリズムを透過できます)。 臨界角rcの光はプリズムPIIを通過して接眼レンズに当たります。このとき、接眼レンズの十字線を適切な位置に調整すると、接眼レンズには半分の明るさと半分の暗さが見えます。
幾何光学の原理から、ギャップ内の液体の屈折率 n と rc の関係は次のようになることが証明できます。
n 液体=sinB
B はあるプリズムの定数であり、プリズム n も一定温度では一定の値です。したがって、液体の屈折率 n liquid は角度 rc の関数です。液体の屈折率は rc から計算できます。読み取り rc は屈折計の n liquid の値に変換されており、n liquid の値を直接読み取ることができます。
特定の条件下では、液体の屈折率は使用する単色光の波長によって変化します。通常の白色光を光源として使用すると、分散により明暗の境界に色光帯が現れ、明暗の境界が不明瞭になります。白色光を光源として使用するために、装置内に補正プリズムとして3つのプリズムからなる2つの「アミチ」プリズムが取り付けられており（上部の「アミチ」プリズムは回転可能）、それらの相対位置を調整します。適切な方向に配置すると、下部の屈折プリズムから出た分散光が再び白色光に変換され、色光帯がなくなり、明暗の境界が明確になります。このとき、白色光で測定された屈折率は、ナトリウム光D線（波長5890nm）で測定された屈折率nDに相当します。
屈折率は物質の特性定数の一つで、その値は温度、圧力、光源の波長と関係があります。 記号は、光源としてナトリウム光D線を使用した場合の物質の屈折率を指します。 温度は屈折率に影響を与えます。ほとんどの液体有機物質の温度が上昇すると、屈折率は まで低下しますが、固体の屈折率と温度の関係は不規則で、通常は を超えることはありません。通常、大気圧の変化は屈折率の数値にほとんど影響を与えないため、圧力の影響は非常に精密な作業でのみ考慮されます。
