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El refractómetro de Abbe consta de dos prismas de vidrio Flint , con sus hipotenusas
enfrentadas, y montados en una armadura metálica con un sistema de cierre y entre
medio se coloca la solución a medir, en nuestro caso usamos solo uno de los prismas y el
otro seria el vidrio a medir.
El refractómetro también cuenta con un espejo el cual enfoca la luz hacia la sustancia a
analizar, también cuenta con un objetivo, un ocular un retículo y los prismas de amici.
En el retículo debemos hacer coincidir la división de la zona clara y oscura con el centro
del retículo y allí medir en la escala graduada, se puede iluminar con luz monocromática o
luz blanca.
Es más conveniente utilizar luz monocromática , si se utiliza luz blanca, como esta es una
mezcla de longitudes de onda, al atravesar los prismas produce una desviación, que se
visualiza en el retículo con bandas de colores sobre la línea de separación, para solucionar
este inconveniente hay que acromatizar girando los prismas de amici del interior del
instrumento, que recomponen la luz antes de que llegue al ocular.
Su principio de funcionamiento se basa en la medida del ángulo limite, también llamado
ángulo critico entre dos medios, uno de los cuales es un prisma rectangular con índice
conocido y el otro es la sustancia a analizar.
Zona iluminada
Zona oscura
Condición buscada para realizar la medición
Si ahora tenemos un rayo de luz con dirección PI, con un ángulo de incidencia menor de
90°, forma dentro del prisma un ángulo de refracción ( L' ) este ángulo es menor del ángulo
limite y alcanza la cara AB en el punto I''.
Lo que debemos tratar de encontrar el rayo SI rasante, el cual ingresa al prisma y luego
determina al rayo I'L que señala el limite de separación de una zona iluminada y una
oscura, si el observador se ubica en el punto D puede visualizarlas.
P
El valor del ángulo (α) se mide y conociendo el índice de refracción del prisma y su ángulo
de refringencia (ω), se puede determinar el valor del ángulo limite (L) para luego calcular el
índice de la sustancia a analizar que se encuentra sobre la cara CB del prisma.
El rayo IʹL y el rayo Iʹ I y sus respectivas normales a la superficie del prisma determinan el
triángulo Iʹ I T, donde el ángulo (L) es externo a dicho triángulo y su relación con los
ángulos internos es:
L = β + ω (1)
Al incidir el rayo rasante sobre la hipotenusa del prisma y aplicando la ley de Snell
tenemos:
(nx) . 90° = (N prisma) . Sen L
nx = N . sen L (2)
Reemplazando en (2) por la ecuación (1)
nx = N . sen (β + ω)
Resolviendo trigonométricamente nos queda:
nx = sen √ N² – sen² α + sen² α . cos ω
En esta ecuación vemos que el índice (nx) buscado es función del índice del prisma
(N) del ángulo de refringencia (ω) y del ángulo α , en el refractómetro se tiene en
cuenta esta relación la cual es volcada a una escala.
Para realizar la medición del índice de refracción
- El vidrio a medir debe tener como mínimo dos caras pulidas y a 90°
- Se adhiere la muestra de vidrio a la hipotenusa del prisma por medio de una gota de
bromato naftaleno
- Con el espejo se orienta la luz hacia la muestra (luz blanca)
-Desplazar el objetivo de derecha a izquierda hasta lograr ver la zona oscura y la iluminada
- Cuando este centrado en el retículo la zona oscura-iluminada, realizar la medida sobre la
escala
- Este es el valor del índice de refracción de la muestra, se realizan varias mediciones para
reducir los errores.
Para realizar la medición del número de abbe
Aplicamos la formula que conocemos
Calculamos el valor de A , el valor de B y de S, para la siguiente formula