Marek Wolny  

Politechnika Wrocławska  

Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego 

Numer albumu:  162263 

 

Ćwiczenie 75. 

Wyznaczenie współczynnika załamania za pomocą refraktometru 

Abbego. 

Wstęp: 

Współczynnik  załamania  jest  to  wielkość  charakteryzująca  zjawisko  fizyczne 

załamania fali  elektromagnetycznej,  zwykle  światła.  Fala elektromagnetyczna, przechodząc 

przez  granicę  dwóch  ośrodków  ulega  częściowemu  załamaniu  i  odbiciu,  czego  wartość 

określa właśnie współczynnik załamania n = f( ). Wartość bezwzględna tego współczynnika 

wynosi 

 

 

gdzie

 

n

  to 

bezwzględny  współczynnik    załamania,  c  to  prędkość  światła  w 

próżni a ν to prędkość fazowa fali.

  

Prawa  Snelliusa  opisuja    kierunki    rozchodzenia    sie    fali    odbitej    i  zalamanej. 

Zalamanie  sie  fali  przechodzacej  opisuje  zaleznosc: 

  (gdzie: 

   

to  kąt 

padania  fali, 

  to 

kąt  wyjścia  fali, 

  oraz 

  to 

bezwzględne  współczynniki  załamania 

ośrodków a    to względny współczynnik załamania ośrodka 2;

 

Jeżeli    >  , to może nastąpić całkowite odbicie fali (gdy β=90°) zgodnie z równaniem: 

 

Wzór ten wyrażający związek między kątem granicznym  gr i względnym współczynnikiem 
załamania n, stanowi zasadę pomiaru współczynników załamania za pomocą refraktometru 

Abbego. 

Refraktometr Abbego składa się z dwóch pryzmatów, miedzy które umieszczamy 

badaną ciecz oraz luneta połączona z pokrętłem do zmiany położenia krzyżujących się linii w 

lunecie. 

W ćwiczeniu na refraktomer kierujemy światło lampy sodowej, które przechodząc 

kolejno przez pierwszy pryzmat, badaną ciecz oraz drugi pryzmat ulegają częściowemu 

odbiciu. 

Wszystkie promienie padające na powierzchnię graniczną pod kątem większym niż 

gr , zostają od tej powierzchni całkowicie odbite.  Pomiar refraktometrem polega na 

ustawieniu miejsca przecięcia linii krzyża na granicy światła i cienia (postałego po wyjściu z 

drugiego pryzmatu). 

 

Ocena: 

Tabela pomiarów i wyników: 

A.  dla wody destylowanej 

Numer pomiaru  Wynik pomiaru 

1 

1,3355 

2 

1,3375 

3 

1,3374 

4 

1,3365 

5 

1,3364 

6 

1,3364 

7 

1,3353 

8 

1,3365 

9 

1,3354 

10 

1,3374 

 

Obliczenia dotyczące podpunktu A: 

1. 

Wartość średnią wspołczynnika załamania obliczyłem ze wzoru: 

 

Więc: 

  

Średnia wartość bezwzględnego współczynnika załamania dla wody destylowanej 
wynosi 1,3364. 

 

2. 

Średni błąd obliczamy z metody studenta Fishera: 

 

 

 

 

 

Po podstawieniu do wzoru i wykonaniu działania otrzymujemy wynik 

  

3. 

Błąd względny procentowy został obliczony ze wzoru: 

 

 

 

 

Błąd względny procentowy wynosi 0,02. 

 

 

 
 

 
 

B.  dla gliceryny: 

Stężenie gliceryny 

Współczynnik załamania 

20 

1,3696 

40 

1,4277 

60 

1,4649 

80 

1,509 

100 

1,547 

X 

1,442 

 

X 

– nieznane stężenie gliceryny, które należy odczytać z wykresu 

 
Wykres przedstawiajacy zależność współczynnika załamania od stężenia gliceryny. 

 

 
X 

– 47 % 

Analiza niepewności. 

Błędy w pomiarach w decydującym stopniu zależą od niedokładności refraktometru, 

nieprecyzyjności odczytu spowodowanego niedokładnym ustawieniem krzyża na granicy światła i 
cienia czy niezbyt precyzyjnego odczytu wskazao urządzenia. Należy również brad pod uwagę 
możliwośd wymieszania się substancji o różnych stężeniach mimo przemywania i czyszczenia 
urządzenia po każdym pomiarze. Obliczone błędy pomiaru nie są jednak duże co powoduje, że 
uzyskane wyniki możemy uznad wiarygodnymi i bardzo bliskimi przeczywistym. 

 

Wnioski.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Byliśmy w stanie dośd dokładnie wyznaczyd współczynniki załamania cieczy gdyż błędy 

pomiarowe nie były duże (ok. 0,05%).  Dokładnośd narysowania wykresu spowodowała natomiast, iż 
z dużą dokładnością potrafiliśmy wyznaczyd nieznane nam wcześniej stężenie gliceryny. 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

47,26

1,3696

1,3896

1,4096

1,4296

1,4496

1,4696

1,4896

1,5096

1,5296

1,5496

1,5696

20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105

1,442