Matemáticamente, el índice de refracción es la relación entre la velocidad de la luz a través del vacío y la velocidad de la luz a través del medio en cuestión. El índice de refracción también se puede calcular midiendo el ángulo de incidencia y el ángulo de refracción y aplicando la fórmula:
n = sin (θ i ) / sin (θ r )
(donde n es el índice de refracción)
El índice de refracción está relacionado con la estructura física del medio a través del cual pasa la luz. Por esta razón, el índice de refracción es una característica de las sustancias que pueden emplearse para identificar incógnitas. El índice de refracción se puede calcular si se conoce la estructura de un compuesto, o el índice de refracción se puede determinar experimentalmente. Para calcular el índice de refracción, la suma de todas las partes componentes de un compuesto producirá el índice de refracción del compuesto. Por ejemplo, el índice de refracción de un átomo de carbono es 2,42 y un doble enlace contribuye 1,73 al valor, luego el propeno, un compuesto con tres átomos de carbono y una doble banda tendrá un índice de refracción calculado de 8,99. Si se desconoce la estructura del compuesto en cuestión, el índice de refracción se puede determinar experimentalmente midiendo los ángulos de incidencia y refracción a medida que la luz pasa a través de una sustancia. Luego, usa la ecuación:
n 20 = n t + .0004 ( T – 20)
( donde n representa el índice de refracción)
- Coloque una o dos gotas del líquido que se está probando en el cristal inferior.
- Mientras aprieta la abrazadera de resorte, baje el prisma superior para que el líquido esté contenido entre los dos cristales.
- Gire el selector de modo en la parte frontal del instrumento a la posición ND.
- Levante el brazo iluminado en posición detrás de los cristales y mire a través del ocular. Debe observar un borde entre claro y oscuro en el visor. La vista puede enfocarse girando el ocular. Usando el volante en el lado derecho del instrumento, ajuste este borde hasta que esté en el centro del campo de visión. Si la vista parece oscura, el ajuste debe realizarse en sentido antihorario; Si la vista parece brillante, el ajuste debe realizarse en el sentido de las agujas del reloj. La línea de borde real puede estar muy coloreada.
- Para que el borde sea lo más nítido posible y para minimizar la cantidad de color que rodea el borde, ajuste la posición del dial que se encuentra debajo del ocular.
- Traiga el límite directamente en la mira del visor utilizando las ruedas de control en el lado derecho del instrumento. La rueda pequeña debe usarse para un ajuste grueso; La rueda más grande utilizada para ajustes más finos. El ajuste final debe realizarse en el sentido de las agujas del reloj.
- Presione el interruptor en el lado izquierdo delantero del refractómetro. La pantalla digital mostrará el índice de refracción al cuarto decimal.
- Presione el interruptor en el lado frontal derecho del refractómetro para medir la temperatura del líquido que se está probando.
- Abre los prismas. Seque (¡NO FROME!) Los prismas se secan con un paño para lentes limpio y seco. Limpie las lentes con un paño para lentes humedecido con alcohol.
El índice de refracción es una propiedad física que depende de la temperatura del líquido que se está probando. Sin embargo, los valores de literatura para el índice de refracción solo se darán para una temperatura particular (generalmente 20 ° Celsius). Por esta razón, es necesario poder manipular los valores experimentales del índice de refracción para que puedan compararse con los valores encontrados en la literatura.
La ecuación que rige esta relación es:
n 20 = .0004 ( T – 20)
Conociendo esta relación y la temperatura a la que se determinó experimentalmente el índice de refracción, el valor experimental se puede transformar de tal manera que se pueda comparar adecuadamente con el valor de la literatura.