Рефракция (позднелат. refractio – преломление) это физическое явление, заключающееся в преломлении лучей света на границе раздела двух оптически прозрачных сред, например, воздуха и воды и т.д. Именно рефракция заставляет выглядеть карандаш сломанным, когда его опускают в воду. Если карандаш опускать в растворы сахара различных концентраций, то степень «преломления» карандаша будет тем больше, чем в более концентрированный раствор он опущен.

Рефрактометр – это оптический измерительный прибор, предназначенный для определения показателя преломления или разности показателей преломления жидких сред и твёрдых тел. Устройство рефрактометра основано на явлении полного внутреннего отражения на границе раздела двух сред, из которых одна является более плотной. Простейший ручной рефрактометр выглядит как маленький телескоп. Основным оптическим элементом является главная (измерительная) призма, изготовленная из материала с высоким, точно известным показателем преломления. К призме плотно прилегает защитное стекло, на которое наносится капля (тонкий слой) исследуемого вещества.

Дневной свет, проходя через исследуемое вещество и главную призму, преломляется под большим углом и, проходя через систему линз, падает на шкалу рефрактометра – проградуированную окружность (см. рис. далее). В зависимости от показателя преломления исследуемого вещества луч света оказывается выше или ниже на шкале, и наблюдатель чётко видит на шкале границу света и тени. Положение этой границы на шкале зависит от состава исследуемого раствора и его концентрации. Таким образом определяют коэффициент преломления или оптическую плотность раствора.

Так как предельный угол преломления и предельный угол полного отражения на границе исследуемой жидкости и призмы однозначно зависят от показателя преломления жидкости, то на шкале рефрактометра сразу нанесены значения этого показателя преломления. Поворачивая прибор, добиваются такого положения, чтобы граница света и тени прошла по имеющимся на шкале отметкам. Показатель преломления исследуемого вещества отсчитывают непосредственно по шкале рефрактометра или определяют при помощи специальных таблиц.

Шкалы рефрактометра бывают разных типов, по ним можно определить: Water % (процент влажности), Brix % (процент сахарозы), а также концентрации других веществ в растворах.

Область применения рефрактометров очень обширна, и их применяют:
• в пищевой промышленности – на кондитерских фабриках и молочных комбинатах для исследования сырья, полуфабрикатов, кулинарных и мучных изделий, для определения массовой доли растворимых сухих веществ в продуктах переработки плодов и овощей; концентрации сахара в напитках, определения содержания жира, массовой доли белка и сухих обезжиренных веществ в молоке, влажности мёда;
• в медицине и фармацевтической промышленности – для определения доли белка в моче, сыворотке крови, концентрации лекарственных препаратов;
• в нефтеперерабатывающей промышленности – для определения состава и качества моторных топлив, охлаждающих жидкостей.

Различают ручные (слева), стационарные (в центре) и промышленные (справа) рефракторы. Ручные рефрактометры предназначены для быстрого измерения концентрации различных типов веществ в таких средах как соки, напитки, вина, мёд, рассол, антифриз и т.д. Достаточно поместить лишь каплю исследуемой жидкости на призму, а затем направить рефрактометр на дневной свет, чтобы сразу получить результат измерения. Стационарные рефрактометры применяют в лабораториях, а промышленные – на заводах, фабриках, прикрепляя непосредственно к трубопроводам, по которым непрерывно текут исследуемые жидкости.

(C) 2014. Гудзева Наталья Николаевна (г. Новосибирск)