Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 37. 14 oktober 1952 - Optisk registrering av skiktade lösningars koncentration, av Harry Svensson
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
842
TEKMSK TIDSKRIFT
Fig. 2. Ljusstråles
brytning i
inhomogent medium.
i de områden där brytningsindex varierar. På
vissa ställen kommer alltså skalstrecken att ligga
tätare, på andra glesare än i originalskalan (fig.
1). Skalstrecksförskjutningarna mäts i
mikroskop på 0,001 mm när, och förskjutningarna
prickas in i diagram som funktion av
skalstreckens lägen. Ordinatan i den erhållna kurvan är
proportionell mot derivatan av brytningsindex
med avseende på cellkoordinaten.
Att skalmetodens resultat måste bli en
derivatakurva framgår av följande överläggning.
Snel-lius’ brytningslag kan i detta fall skrivas
n eos oc = C
(1)
där n är med höjdkoordinaten x variabelt
brytningsindex, oc strålens vinkel med
horisontalplanet, och C en konstant (fig. 2). När nu n varierar
kontinuerligt, måste även strålens vinkel oc göra
det, och strålen beskriver följaktligen en kurva,
som är konkav i riktning mot det optiskt tätare
mediet.
Vinkelns variation med horisontalkoordinaten z
erhålles genom derivering av ekv. (1) med
avseende på z
d oc
dz
1 dn
n dx
(2)
Integreras denna ekvation mellan de gränser som
definieras av cellväggarna får man den totala
vinkelavlänkningen.
Nu använder man i praktiken mycket små
värden på et och små celltjocklekar a. Det vertikala
avsnitt av cellen som en och samma stråle
genomlöper blir då så litet, att man inom det kan
betrakta både n och dn/dx som konstanta, och
integrationen ger det enkla resultatet
oc i =
a d n
n d x
(3)
Strålens riktningsändring är alltså i första
approximationen proportionell mot
celltjockleken och brytningsindexderivatan med avseende
på den vertikala koordinaten.
Karakteristiskt för skalmetoden är att den skall
arbeta med mycket liten bländare för att ljuset
från ett skalstreck skall passera bara genom ett
smalt vertikalt område i cellen. Känsligheten är
direkt proportionell mot avståndet mellan skala
och cell.
Skalmetoden får nog anses vara den
noggrannaste derivataregistreringsmetod som existerar,
och dess betydelse vid fysikalisk-kemiska
mätningar har varit och är fortfarande mycket stor.
En annan betydelsefull förtjänst är dess små
krav på optisk utrustning. Man behöver bara en
enda lins, som dessutom, då liten bländare
används, knappast behöver korrigeras alls. Man
använder akromatisk lins endast därför att det
är bekvämt att ha samma inställning för olika
färger. En glasögonlins skulle annars fungera
lika bra. Mätcellen behöver inte heller vara av
hög optisk kvalitet, eftersom
skalstrecksförskjutningarna kan och bör mätas, inte relativt
originalskalan utan relativt en referensskala, dvs. ett
foto av skalan taget genom samma cell med
homogen vätskefyllning.
Skalmetodens allvarligaste nackdel är att den
fordrar betydande mikroskoperingsarbete. I
själva verket är detta så betungande, att det är
nödvändigt för en forskare att anlita särskild
arbetskraft för detta arbete. Behovet av snabbare
metoder har därför gjort sig starkt kännbart, och i
vissa instrument har man också alltmera
övergått till självregistrerande metoder.
Cylinderlinsen och dess egenskaper
Med en lösnings koncentration ändrar sig inte
bara brytningsindex, utan också en rad andra
fysikaliska storheter, bland dem tätheten. Detta
är särskilt intressant därför att på grund härav
tyngdkraften — i centrifuger givetvis i stället
centrifugalkraften — alltid sköter om att
koncentrationen blir konstant i ett och samma
horisontalplan (i centrifuger: cylindermantelyta).
Härav följer, att också brytningsindex blir
konstant i ett och samma horisontalplan och att det
varierar endast med den vertikala eller (för
centrifuger) den radiella koordinaten. I automatiskt
registrerande anordningar räcker det därför att
optiskt avbilda cellen i en vertikal eller radiell
sektion. Härigenom kan man utnyttja plåtens
horisontella eller tangentiella utsträckning för
avbildning av brytningsindex eller dess derivata,
vilket sker med hjälp av en cylinderlins.
Cylinderlinsen är en lins vars ena eller båda
ytor har formen av en cylinders mantelyta.
Denna linstyp är sedan länge känd och används i
glasögon för korrigering av astigmatiska fel hos
Fig. 3. Astigmatisk avbildning; på planet P avbildas V i
vertikala och H i horisontella sektionen.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
