Πώς λειτουργεί ένα διαθλασίμετρο;

Πότε το φως ταξιδεύει μέσω ενός υγρού υπό γωνία, κάμπτει - ή διαθλάται - επιβραδύνεται και αλλάζει κατεύθυνση καθώς ταξιδεύει μέσω ενός νέου μέσου. Αυτό το φαινόμενο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση της συγκέντρωσης ενός υγρού διαλύματος, καθώς το φως διαθλάται περισσότερο όταν ταξιδεύει σε αιωρούμενα στερεά, όπως άλατα ή σάκχαρα. Χρησιμοποιώντας ένα εργαλείο που ονομάζεται διαθλασίμετρο, ένας δείκτης διάθλασης μπορεί να μετρηθεί για ένα υγρό και να εκχωρηθεί μια τιμή στην κλίμακα Brix.

Καθώς το φως λυγίζει ενώ διέρχεται από ένα υγρό, η διάθλαση μπορεί να μετρηθεί στην κλίμακα Brix. Στην προκύπτουσα ανάγνωση από ένα διαθλασίμετρο εκχωρείται μια τιμή στην κλίμακα Brix, καθιστώντας εύκολη τη σύγκριση διαφορετικών συγκεντρώσεων σε διάλυμα. Το καθαρό νερό χωρίς αιωρούμενα στερεά έχει τιμή Brix μηδέν, ενώ το νερό με σάκχαρα, μέταλλα ή άλλα στερεά σε διάλυμα διαθλά το φως για να παράγει υψηλότερη τιμή Brix.

Τα διαθλασίμετρα είναι εύχρηστα και πωλούνται είτε ως αναλογικές είτε ως ψηφιακές συσκευές χειρός για χρήση στον τομέα από επιστήμονες, αγρότες και ακόμη και μαθητές. Τόσο τα αναλογικά όσο και τα ψηφιακά διαθλασίμετρα βασίζονται στην αρχή ότι το φως κινείται πιο αργά σε πιο συγκεντρωμένες λύσεις. Όταν το φως επιβραδύνεται, αλλάζει επίσης κατεύθυνση και αλλάζει την ένδειξη που παράγεται από το διαθλασίμετρο.

Ένα αναλογικό διαθλασίμετρο δεν απαιτεί εξωτερική πηγή ισχύος για να λειτουργήσει. Για να λάβετε μια ανάγνωση Brix για μια λύση, τοποθετούνται μερικές σταγόνες πάνω από ένα πρίσμα, το οποίο στη συνέχεια καλύπτεται από ένα καπάκι. Στη συνέχεια, το διαθλασίμετρο ανεβαίνει στο μάτι του παρατηρητή και κρατείται κάθετα σε μια πηγή φωτός. Το φως διαθλάται μέσω του υγρού και λαμβάνεται μια ένδειξη Brix όπου συναντώνται οι φωτεινές και σκοτεινές περιοχές την κλίμακα, όπως αποδεικνύεται στο εγχειρίδιο του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια Συνεταιριστική επέκταση για το διαθλασίμετρο χρήση.

Τα ψηφιακά διαθλασίμετρα παράγουν τη δική τους δέσμη φωτός από ένα LED, αντί να χρησιμοποιούν φως ημέρας ή άλλη εξωτερική πηγή φωτός. Μόλις το υγρό τοποθετηθεί μέσα στο δοχείο, το φως ακτινοβολείται μέσω του δείγματος και ο υπολογιστής εκχωρεί την προκύπτουσα διάθλαση μια αριθμητική τιμή με βάση την κλίμακα Brix. Στη συνέχεια, η τελική τιμή εμφανίζεται σε ψηφιακή οθόνη.