Brechungsindex | METTLER TOLEDO

Brechungsindex - Alles Wissenswerte

Snelliussches Gesetz: das Gesetz der Brechung
Totale interne Reflexion und der kritische Winkel
Einfluss der Temperatur auf die Bestimmung des Brechungsindex

Glossar

  • Wellenlänge: Länge einer einzigen Welle, gemessen von einem Wellenpeak zum nächsten.
  • Vakuum: Ein abgeschlossener Raum, aus dem Materie und Luft teilweise entfernt wurden.
  • Frequenz: Anzahl der pro Sekunde erzeugten Wellen. Die Frequenzeinheit ist Hertz (Hz).
  • Brechungsindex: Index, der beschreibt, wie schnell sich ein Lichtstrahl in einem bestimmten Medium im Verhältnis zu einem anderen Medium ausbreitet. Das Verhältnis wird durch die Formel n = c/v, beschrieben, wobei c die Geschwindigkeit von Licht in einem Vakuum und v die Phasengeschwindigkeit von Licht in dem Probenmedium darstellt.
  • Einfallswinkel: Winkel zwischen der Normale und dem einfallenden Strahl.
  • Reflexionswinkel: Winkel zwischen dem reflektierten Strahl/der reflektierten Welle und einer imaginären Linie, die im 90-Grad-Winkel zur Reflexionsoberfläche gezeichnet wird.
  • Einfallendes Licht: Lichtstrahl, der sich in Richtung einer Oberfläche oder Grenze ausbreitet.
  • Reflektiertes Licht: Lichtstrahl, der eine Oberfläche oder Grenze verlässt.
  • Brechung: Prozess, in dem eine Welle ihre Geschwindigkeit und gelegentlich auch Richtung beim Eintreten in ein dichteres oder weniger dichtes Medium ändert, z. B. ein Lichtstrahl, der seine Richtung bei Brechung durch eine Linse ändert.

Proben

Substanz

Brechungsindex

Vakuum

1,0000

Luft

1,0002

Flüssigkeiten bei 20 °C, Wellenlänge von 589,3 nm

1-Propanol

1,3848

2,4-Dichlortoluol

1,5463

Aceton

1,3588

Aloe-Extrakt

1,334

Bier

1,346

Bromnaphthalin

1,6578

Butter

1,450

Kokosöl

1,440

Kaffee

1,345

Kuhmilch

1,359

Dodecan

1,4218

Ethanol

1,3338

Glycerin

1,477

Honig

1,520

Ketchup

1,385

Naturkautschuk

1,540

Erdnussöl

1,469

Naturjoghurt

1,345

Propylenglykol

1,432

Natriumchlorid

1,334

Natriumhydroxid

1,333

Sojamilch

1,350

Schwefelsäure

1,335

Sonnenblumenöl

1,474

Natives Olivenöl

1,469

Wasser (entionisiert)

1,333

Feststoffe bei Raumtemperatur

Diamant

2,417

Glas

1,517

 

Was beschreibt der Brechungsindex?

Ein hoher Brechungsindex bedeutet, dass sich ein Lichtstrahl in einem Medium langsam ausbreitet. In der Praxis bedeutet das: Je konzentrierter ein Zweikomponentengemisch, desto höher der Brechungsindex.
 

Inwiefern nehmen Verunreinigungen Einfluss auf den Brechungsindex?

Zur Beeinträchtigung eines Brechungsindex durch Verunreinigungen existieren zwei Szenarien:

  1. Flüssige Verunreinigungen mit einem höheren Brechungsindex als Ihre Probenflüssigkeit: Die Geschwindigkeit von Licht in dem Medium nimmt ab, wodurch der Brechungsindex steigt.
  2. Flüssige Verunreinigungen mit einem niedrigeren Brechungsindex als Ihre Probenflüssigkeit: Die Geschwindigkeit von Licht in dem Medium nimmt zu, wodurch der Brechungsindex sinkt.
     

Inwiefern nehmen Feststoffpartikel Einfluss auf den Brechungsindex?

Wenn Ihre flüssige Probe feste Schwebeteilchen enthält, ist es ratsam, die Probe in den Refraktometer-Probenraum zu schütten und vor Beginn der Messung eine bestimmte Zeit abzuwarten (z. B. 10 Sekunden).
 

Kann der Brechungsindex von schwarzen oder farbigen Proben mithilfe eines Refraktometers gemessen werden?

Ja, schwarze, dunkle und farbige Proben können mit einem digitalen Refraktometer innerhalb von Sekunden gemessen werden.
 

Wieso kann eine Brechungsindexmessung zur Identifizierung einer Probe verwendet werden?

Mit dem Brechungsindex kann eine reine Probe mühelos identifiziert werden, da jeder Stoff einen einzigartigen Brechungsindex aufweist. Nach einer Messung kann der Index der Brechung der jeweiligen Probe nachgeschlagen werden, um nachzusehen, um was für eine Probe es sich handelt. Ausserdem kann der Brechungsindex mithilfe eines automatischen Refraktometers automatisch in andere Einheiten umgerechnet werden (u. a. Brix, % Gewicht/Gewicht, % Volumen/Volumen).
 

Applikationen

Anwendungen zum Brechungsindex – Kostenlose PDFs

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