Wie funktioniert ein Refraktometer?

Wann Licht reist durch eine Flüssigkeit in einem Winkel, biegt es sich - oder bricht -, verlangsamt und ändert die Richtung, während es durch ein neues Medium wandert. Dieses Phänomen kann verwendet werden, um die Konzentration einer flüssigen Lösung zu messen, da Licht beim Durchlaufen von Schwebstoffen wie Salzen oder Zuckern stärker gebrochen wird. Mit einem sogenannten Refraktometer kann der Brechungsindex einer Flüssigkeit gemessen und ein Wert auf der Brix-Skala zugewiesen werden.

Da sich Licht beim Durchgang durch eine Flüssigkeit biegt, kann die Brechung auf der Brix-Skala gemessen werden. Dem resultierenden Messwert eines Refraktometers wird ein Wert auf der Brix-Skala zugewiesen, was den Vergleich verschiedener Konzentrationen in einer Lösung erleichtert. Reines Wasser ohne Schwebstoffe hat einen Brix-Wert von Null, während Wasser mit Zuckern, Mineralien oder anderen Feststoffen in Lösung das Licht bricht, um einen höheren Brix-Wert zu erzeugen.

Refraktometer sind einfach zu bedienen und werden entweder als analoge oder digitale tragbare Geräte für den Feldeinsatz von Wissenschaftlern, Landwirten und sogar Studenten verkauft. Sowohl analoge als auch digitale Refraktometer arbeiten nach dem Prinzip, dass sich Licht in konzentrierteren Lösungen langsamer bewegt. Wenn das Licht langsamer wird, ändert es auch die Richtung und ändert den vom Refraktometer erzeugten Messwert.

Ein analoges Refraktometer benötigt keine externe Stromquelle, um zu funktionieren. Um einen Brix-Wert für eine Lösung zu erhalten, werden einige Tropfen auf ein Prisma gegeben, das dann mit einem Deckel abgedeckt wird. Das Refraktometer wird dann an das Auge des Betrachters herangeführt und senkrecht zu einer Lichtquelle gehalten. Licht wird durch die Flüssigkeit gebrochen und ein Brix-Wert wird dort gemessen, wo sich die hellen und dunklen Bereiche treffen die Skala, wie im Handbuch der University of California Cooperative Extension zum Refraktometer gezeigt benutzen.

Digitale Refraktometer erzeugen ihren eigenen Lichtstrahl von einer LED, anstatt Tageslicht oder eine andere externe Lichtquelle zu verwenden. Sobald die Flüssigkeit in das Gefäß gegeben wird, wird das Licht durch die Probe gestrahlt und der Computer weist der resultierenden Brechung einen numerischen Wert basierend auf der Brix-Skala zu. Der Endwert wird dann auf einem digitalen Bildschirm angezeigt.