Kör-Fiz 3 gyak.; Mérések refraktométerekkel; PTE Környezetfizika és Lézersp. Tanszék



Hasonló dokumentumok
O 1.1 A fény egyenes irányú terjedése

2. OPTIKA 2.1. Elmélet Geometriai optika

OPTIKA. Teljes visszaverődés plánparallel lemez, prizma. Dr. Seres István

Geometriai optika. A fénytan (optika) a fényjelenségekkel és a fény terjedési törvényeivel foglalkozik.

Fénytörés vizsgálata. 1. feladat

2. Hőmérséklet érzékelők vizsgálata, hitelesítése folyadékos hőmérő felhasználásával.

Összetett hálózat számítása_1

EÖTVÖS LABOR EÖTVÖS JÓZSEF GIMNÁZIUM TATA FELADATLAPOK FIZIKA. 11. évfolyam. Gálik András. A Tatai Eötvös József Gimnázium Öveges Programja

UV-LÁTHATÓ ABSZORPCIÓS SPEKTROFOTOMETRIA

Geodézia 4. Vízszintes helymeghatározás Gyenes, Róbert

Nyugat-magyarországi Egyetem Geoinformatikai Kara. Gyenes Róbert. Geodézia 4. GED4 modul. Vízszintes helymeghatározás

X. Fénypolarizáció. X.1. A polarizáció jelenségének magyarázata

32X AUTOMATIC LEVEL SL SI BUL /241 AL32 FATMAX A A

Ötvözetek mikroszkópos vizsgálata

EMELT SZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA

Gyémánt Mihály 2-14-B Cukorinverzio sebesse gi á llándo já nák meghátá rozá sá polárimetriá s me re ssel

1. Atomspektroszkópia

Nyomó csavarrugók méretezése

GYALU 1923H. Használati utasítás

CCD detektorok Spektrofotométerek Optikai méréstechnika. Németh Zoltán

MUNKAANYAG. Palotai Zoltán. Kézi reszelés. A követelménymodul megnevezése: Általános gépészeti technológiai feladatok I. (szerelő)

KÉRDÉSEK_TECHNOLÓGIA MUNKATERÜLET: GÉPÉSZET ÉS FÉMMEGMUNKÁLÁS OKTATÁSI PROFIL: LAKATOS

d) Az a pont, ahova a homorú tükör az optikai tengely adott pontjából kiinduló sugarakat összegyőjti.

AKKUMULÁTOROS ÜTVEFÚRÓ ÉS CSAVARBEHAJTÓ GÉP. Használati utasítás 8270D 8280D 8390D

Hz U. oldat. R κ=l/ra. 1.ábra Az oldatok vezetőképességének mérése

B2. A FÉNY FOGALMA, FÉNYJELENSÉGEK ISMERTETÉSE,

Abszorbciós spektroszkópia

FIZIKA MUNKAFÜZET 7-8. ÉVFOLYAM IV. KÖTET

SPEKTROFOTOMETRIAI MÉRÉSEK

KOLLOIDOK KÖRÜLÖTTÜNK ÖTLETEK A KOLLOIDOK TANÍTÁSÁHOZ COLLOIDS IN OUR ENVIRONMENT IDEAS FOR TEACHING COLLOIDS

MATEMATIKA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

19. Az elektron fajlagos töltése

OHM DCA 20A A COM V/Ω

Mérési jegyzőkönyv Szem optikája A mérés helyszíne: A mérés időpontja: A mérést végezte: A mérést vezető oktató neve:

KULCS_TECHNOLÓGIA MUNKATERÜLET: GÉPÉSZET ÉS FÉMMEGMUNKÁLÁS OKTATÁSI PROFIL: LAKATOS

Az optikai jelátvitel alapjai. A fény két természete, terjedése

Elektromágneses hullámok, a fény

a fizikai (hullám) optika

EGÉSZSÉGÜGYI DÖNTÉS ELŐKÉSZÍTŐ

FIZIKA munkafüzet. o s z t ály. A Siófoki Perczel Mór Gimnázium tanulói segédlete

Robert Bosch GmbH. Lezser íróasztalka

CSAVARBEHAJTÓ. Használati utasítás

I.- V. rendű vízszintes alapponthálózat I.- III. rendű magassági alapponthálózat Állandó- és ideiglenes pontjelölések Őrjelek Végleges pontjelölések

Használati utasítás DOSATRON D25 RE2 gyógyszeradagolóhoz

POLÍROZÓGÉP 9227CB. Használati utasítás

GYÓGYSZERTECHNOLÓGIA 1. MUNKAFÜZET

GYORSDARABOLÓ 2414NB. Használati utasítás

ebben R a hajó ellenállása, H vontató esetén a kifejtendő kötél-vonóerő, t a hajó szokásos értelmezésű szívási tényezője,

AZ ÉGÉSGÁTLÁS KÖRNYEZETI HATÁSAINAK VIZSGÁLATA

2. Interpolációs görbetervezés

Topográfia 7. Topográfiai felmérési technológiák I. Mélykúti, Gábor

ÉPÍTÉSZETI ÉS ÉPÍTÉSI ALAPISMERETEK

MUNKAANYAG. Szabó László. Szilárdságtan. A követelménymodul megnevezése:

Geodézia 5. Vízszintes mérések alapműveletei

Tanulói munkafüzet. FIZIKA 11. évfolyam emelt szintű tananyag egyetemi docens

Síkban polarizált hullámok síkban polarizált lineárisan polarizált Síkban polarizált hullámok szuperpozíciója cirkulárisan polarizált

2010. május- június A fizika szóbeli érettségi mérései, elemzései

EGYFÁZİSÚ ELEKTRONIKUS VILLAMOS FOGYASZTÁSMÉRŐ TUDNIVALÓK ÉS HASZNÁLATİ UTASÍTÁS

Palotai Zoltán. Előrajzolás. A követelménymodul megnevezése: Általános gépészeti technológiai feladatok I. (szerelő)

MUNKAANYAG. Földi László. Szögmérések, külső- és belső kúpos felületek mérése. A követelménymodul megnevezése:

Kémia OKTV döntő forduló II. kategória, 1. feladat Budapest, április 9.

Optika feladatok (szemelvények a 333 Furfangos Feladat Fizikából könyvből)

MFI mérés BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI KAR POLIMERTECHNIKA TANSZÉK HŐRE LÁGYULÓ MŰANYAGOK FOLYÓKÉPESSÉGÉNEK VIZSGÁLATA

MUNKAANYAG. Földi László. Méret- és alakellenőrzések idomszerekkel, speciális mérőeszközökkel. A követelménymodul megnevezése:

COMBI PROLASER ÖNBEÁLLÓ LÉZERES SZINTEZŐ HASZNÁLATI ÚTMUTATÓ

Figyelmeztetés! A játék 3 éves kor alatt nem ajánlott az apró alkatrészek lenyelésének veszélye miatt! Fulladásveszély! Javasoljuk a játékszabály

ÉPÍTÉSZETI ÉS ÉPÍTÉSI ALAPISMERETEK

Kísérletek mikrohullámokkal I-II.

Az egyes részletek bemutatása.

Robert Bosch GmbH. Mobil tálalókocsi

KBE-1 típusú biztonsági lefúvató szelep család

HASZNÁLATI UTASÍTÁS NEUTRÁLIS ÉS MELEGENTARTÓ VITRINEK

A Széf szolgáltatás Általános Szerződési Feltételei Hatályos: október 07-től

CSAVARBEHAJTÓ GÉP SZÁRAZFALAZATHOZ

KJ 60 HIDROPNEUMATIKUS SZEGECSANYAHÚZÓGÉP M3-M8 SZEGECSANYÁKHOZ HASZNÁLATI UTASÍTÁS KARBANTARTÁS FELJEGYZÉSEK

Szemcseméreteloszlás vizsgálata Barta Emil, Lampart Vegyipari Gépgyár Rt. IX. MZE konferencia, Eger, 1997

A projekt eredetileg kért időtartama: 2002 február december 31. Az időtartam meghosszabbításra került december 31-ig.

FIZIKAÓRÁK FÉNYFOLTJAI TANÁRI EMLÉKMORZSÁK

1983. évi 29. törvényerejű rendelet

FELSŐMARÓGÉP ELEKTRONIKUS FELSŐMARÓGÉP C. Használati utasítás

Gyógyszerhatóanyagok azonosítása és kioldódási vizsgálata tablettából

Elektromos áram, áramkör, ellenállás

Nyugat-magyarországi Egyetem Geoinformatikai Kara. Dr. Engler Péter. Fotogrammetria 2. FOT2 modul. A fotogrammetria geometriai és matematikai alapjai

A középszintű fizika érettségi témakörei:

KÖZÉPSZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA

GYALU 1911B. Használati utasítás

Bartscher GmbH Franz-Kleine-Straße 28 D Salzkotten Tel.: +49 (0) Németország Fax: +49 (0)

Negyedfordulatú hajtások SQ 05.2 SQ 14.2/SQR 05.2 SQR 14.2 hajtómű vezérléssel AUMA MATIC AM 01.1

Mozgásátalakítók, csigahajtás, csavarorsó felépítése és működése.hibalehetőségek és javításuk

Használati útmutató Magyar. Szimbólumok A Biztonsági előírásoknál használt szimbólumok a következőket jelentik:

Használati és karbantartás útmutató

VONALVEZETÉS TERVEZÉSE

MATEMATIKA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

Szerelési. útmutató SZÚNYOGHÁLÓ-ROLÓ AJTÓRA. Felhasználóbarát. útmutató ID: #05002

1. gy. SÓ OLDÁSHŐJÉNEK MEGHATÁROZÁSA. Kalorimetriás mérések

MUNKAANYAG. Dzúró Zoltán. Tengelyszerű munkadarab készítése XY típusú. esztergagépen, a munkafolyamat, a méret-, alakpontosság

Multigym Plus kézikönyv

FELSŐMARÓGÉP. Használati utasítás

SolarHP 23 L 36 L 50 L MEGNÖVELT HATÁSFOKÚ, SÖTÉTEN SUGÁRZÓK

Mérnökgeodézia 5. Mérnökgeodéziai kitűzési munkák. Dr. Ágfalvi, Mihály

Átírás:

3. Folyadékok törésmutatójának mérése refraktométerekkel, refraktométer alkalmazása célkészülékként A MÉRÉS CÉLJA: Az oldatok törésmutatójának mérésére szolgáló alapkészüléknek (Abbé-féle refraktométer) és egy, a törésmutató mérésén alapuló szárazanyag tartalom és fagyáspontmérő célkészülék (OG-101/B típusú refraktométer) használatának a megismerése. Folyadékok abszolút törésmutatójának mérése, szörp-víz keverék szárazanyag tartalmának és etilén glikol-víz keverék fagyáspontjának meghatározása. ELMÉLETI ISMERETEK Keverék oldatok törésmutatója függ a koncentrációtól. Teljes visszaverődés akkor lép fel, amikor a fény optikailag sűrűbb közegből ritkább közeg felé, egy a határszögnél nagyobb beesési szöggel érkezik. Ha n 1 és n 2 az optikailag ritkább, ill. sűrűbb közeg abszolút törésmutatói (n 1 < n 2 ), akkor a teljes visszaverődés határszöge: sinα 1 h =. (3.1) n2 A törésmutatót a teljes visszaverődés határszögének méréséből állapíthatjuk meg. A teljes visszaverődés határszögének mérésén alapuló Abbé-féle refraktométerben a P prizmarendszert homogén módon világítjuk meg. A prizmarendszer két eleme közé helyezzük a folyadékot. Az Abbe-féle refraktométer: Az Abbe-féle refraktométer (3.3. ábra) lényeges része az n D = 1,75 törésmutatójú optikai üvegből készült P kettős prizma, amely forgatható. A vizsgált folyadék törésmutatójának kisebbnek kell lenni a prizmák törésmutatójánál, ezért 1,3 és 1,7 közé eső törésmutatójú anyagok vizsgálatára alkalmas. n 3.1.a. ábra Sugármenet 3.1.b. ábra Sugármenet A kettős prizma planparallel lemezként működik, a fénysugár ugyanolyan i szöggel lép ki a felső prizmából, mint amilyennel az alsó prizmába belépett. Az i beesési szög függvényében a fény mindaddig keresztülhalad a prizmán, amíg r l kisebb a prizma és a vizsgálandó folyadék közötti totális reflexió határszögénél. Amint azonban ezt eléri, teljes visszaverődés jön létre, és nem jut fény a felső prizmába. 1

Ha tehát különböző beesési szöggel érkező sugárelemeket tartalmazó (konvergens) homogén fénynyalábbal világítjuk meg a prizmarendszert, akkor a második prizmából kilépő, és a távcsőbe jutó fénynyalábban a totális reflexió határszögének a látótér sötét és világos része közötti határvonal felel meg. Ha a prizmát az F beállítócsavarral úgy állítjuk be, hogy a látótér sötét és világos részének határvonala a távcső fonálkeresztjére essék (3.2. ábra), akkor az E mikroszkópon közvetlenül leolvashatjuk a törésmutatót. 3.2. ábra A T távcső (3.3. ábra) az O körosztályzattal szilárdan áll. A két prizmának egymástól mintegy 0,15 mm-re levő átlófelülete közé kerül a vizsgálandó folyadék. A mérés a felső prizmával történik, az alsó prizma csak a megvilágításra és a folyadékréteg tartására szolgál. Az állandó hőmérsékletű méréskörülmények biztosítására a prizmákat temperáló kamrák veszik körül, amelyeken termosztát vize áramoltatható. 3.3. ábra. Az Abbe-féle refraktométer sematikus rajza Méréskor az R tükörrel világítjuk meg a prizmarendszert. A fénysugár mindaddig áthalad a prizmarendszeren, amíg α kisebb a prizma és a folyadék közötti teljes visszaverődés határszögénél. Amint azt eléri, a fény nem juthat a P 1 prizmából a folyadékba. A belépő fénykúp egyik felére teljesül a teljes visszaverődés, a másikra nem, ezért a refraktométer t megfigyelő távcsőben a látómező egyik részét világosnak, a másikat sötétnek látjuk. A kettő közötti határvonal felel meg a teljes visszaverődés határszögének. A távcső fonalkeresztjének metszéspontját erre a határvonalra állítva a törésmutató skálán a keresett törésmutató leolvasható. 2

Ha a refraktométer prizmáját homogén fény helyett fehér fénnyel világítjuk meg, akkor a látótér sötét és világos része nem éles vonalban érintkezik egymással, hanem a határ vékony spektrumsávból áll a határszög hullámhosszfüggése miatt. Ennek megszüntetésére a refraktométerbe un. kompenzátort építenek be (2. ábra, B), amely ezt a színszóródást megszünteti. A kompenzátor két Amici-féle prizmarendszerből áll, amelyek a nátrium D vonalának megfelelő hullámhosszú fényt nem térítik el, a színszórásuk ellenben szabályozható azáltal, hogy relatív helyzetüket a G gyűrűvel változtathatjuk. Észleléskor a G gyűrűt úgy kell beállítani, hogy az Amici-féle prizmarendszer eredő színszórása ellentétesen egyenlő legyen az alsó prizmából és folyadékból álló rendszer színszórásával. Ekkor a színes szegély eltűnik a sötét és világos rész érintkezési helyén, és a határvonal éles lesz. Ilyen beállításnál fehér fényt használva az E mikroszkóp skáláján az n D értéket olvassuk le, a kompenzátor gyűrűjének állásából pedig a diszperziót határozhatjuk meg az eszközökhöz mellékelt táblázat segítségével. Az Abbe-féle refraktométer skálájának ellenőrzésére a készülékhez mellékelt ismert törésmutatójú folyadékot, vagy hitelesítő üveglemezt kell használni. ESZKÖZÖK, A MÉRÉS MENETE - Abbé-féle refraktométer - OG-101/B típusú refraktométer - Szörp (Málnaszörp) flakkonban - Hűtőfolyadék (Etilén glikol) flakkonban - Üvegedények, mérőpoharak, pipetták a keverék oldatok elkészítésére. 3.4.a. Abbe-féle refraktométer zárva 3.4.b. Abbe-féle refraktométer nyitva 3.4.c. Abbe-féle refraktométer zárva Kinyitás után az Abbe-féle refraktométerben a prizmapár felületét mindig alaposan tisztítsuk meg. A matt felületre 1-2 csepp folyadékot cseppentsünk. Ezután zárjuk be. A fényt a pozícionálható tükörrel a prizmára vetítjük, hogy jól látható legyen a mikroszkóp látómezeje, majd az okulárral élesre állítjuk a fonalkeresztet, ill. a skálát. 3

A prizmapárt addig forgatjuk, míg a látótér fele sötét nem lesz. A látótér sötét és világos részét általában spektrum választja szét. E színképet eltüntetni, egyszersmind a sötét és világos rész határát éles vonallá tenni a kompenzátorral lehet (f k ). Az éles határt az f p tárcsa segítségével a fonalkereszt metszéspontjáig toljuk el. Az m mikroszkópban a folyadék törésmutatója leolvasható. Az élelmiszerfizikai hasznosítás kettős célú. Részben minőségi szintű sajátosságok (pl. növényi zsírok azonosítása), részben mennyiségi meghatározások (pl. cukoroldatok koncentrációja) lehetséges a refraktometria segítségével. A gyakorlatban (pl. élelmiszeripar, mezőgazdaság, benzinkutak) a különböző fizikai paraméterek meghatározására, amelyektől az oldatok törésmutatója függ (szárazanyag tartalom, fagyáspont, stb.), gyakran alkalmaznak egyszerűbb, kézi refraktométereket. Ezen eszközökben szintén megtalálható a prizmapár, de itt magát a látóteret skálázzák közvetlenül a mérni kívánt mennyiségben. 3.5. ábra. A gyakorlaton használt oldatok 3.6.a OG-101/B típusú refraktométer 3.6.b OG-101/B típusú refraktométer 4

A gyakorlaton használt OG-101/B típusú refraktométerrel oldatok szárazanyag tartalmát 0...55 % tartományban, és a fagyálló folyadékként alkalmazott etilén-glikol víz keverék fagyáspontját 0...-65 oc tartományban lehet mérni. A méréshez felnyitjuk a prizmafedelet, a vizsgálandó anyagból néhány cseppet az alsó prizmára cseppentünk, annyit, hogy azt elfedje. A fedelet lehajtjuk. A műszert a fény felé tartva, a szemkagyló forgatásával a skálát élesre állítjuk, és leolvassuk a hozzá tartozó skálaértéket. FELADATOK, EREDMÉNYEK KIÉRTÉKELÉSE 1. Határozza meg a desztillált víz abszolút törésmutatóját az Abbe-féle refraktométerrel! Három mérést végezzen! A kapott adatot hasonlítsa össze az irodalmi értékekkel! 2.a. Határozza meg különböző koncentrációjú (1:1, 1:2, 1:3, 1:4, 1:5) málnaszörp-víz keverék törésmutatóját, és a kézi refraktométerrel azok szárazanyag tartalmát! 2.b. Ábrázolja a málnaszörp esetében az abszolút törésmutatót a szárazanyag tartalom függvényében! Szerepeljen a desztillált vízre kapott érték is! Ha lehet, illesszen egyenest a kapott pontokra! 3.a. Határozza meg különböző koncentrációjú (1:1, 1:2, 1:3, 1:4, 1:5) etilén glikol víz keverék fagyáspontját a kézi refraktométerrel! A kapott eredmények alapján becsülje meg, hogy 20 C fagyáspontú oldathoz milyen koncentráció szükséges, készítse el a keveréket, és méréssel (fagyasztó szekrényben) ellenőrizze annak fagyáspontját! 3.b. Ábrázolja az etilén glikol víz keverék fagyáspontját a koncentráció (V %) függvényében! Adatpontként szerepeljen a desztillált vízre kapott érték is! KÉRDÉSEK 1. Milyen feltételek esetében következik be teljes visszaverődés? 2. Hogyan számoljuk ki a két közeg abszolút törésmutatójából a teljes visszaverődés határszögét? 3. Rajzolja le, hogyan épül fel az Abbé-féle refraktométer prizmarendszere! 4. Mennyi a desztillált víz abszolút törésmutatója? 5. Milyen törésmutató értékeket tud mérni és milyen felbontással a refraktométer? 6. Milyen fizikai mennyiségek közvetlen meghatározására lehet alkalmazni a kézi refraktométert? 7. Milyen a függvénykapcsolat a málnaszörp-víz keverék oldat abszolút törésmutatója és a szárazanyag tartalom között? 8. Milyen a függvénykapcsolat az etilén glikol víz keverék fagyáspontja és a koncentrációja között? ELTE TTK, Kémiai intézet, Fizikai Kémiai Tanszék http://phys.chem.elte.hu/tanarlab/meres/ketkomp/ketkomp.htm Budapesti Corvinus Egyetem Élelmiszertudományi Kar gyakorlatai http://www.physics.kee.hu/312.html ; http://elfiz2.kee.hu/jegyzet/ Német Béla, Szász János Pécs, 2008. február 12. 5