Le réfractomètre universel (d'Abbe)

Cet instrument permet de mesurer l'indice de réfraction absolu n des liquides ou des solides, transparents ou opaques, avec une précision de 0,0002 dans une gamme de mesures de 1,300 à 1,700.
L'indication donnée par la lecture directe est relative à la raie D du sodium, bien qu'on opère à la lumière du jour (ou d'une lampe).

Le réfractomètre exploite la propriété de l'angle limite lorsque la lumière se propage d'un milieu peu réfringent à un milieu très réfringent.
$refraction limite$ formule

L'appareil se compose :

d'un prisme mobile d'éclairage,
d'un prisme réfractométrique P fixe sur lequel on dépose une goutte du liquide (ou un peu de solide).
d'un miroir mobile permettant de renvoyer les rayons limites parallèlement à l'axe d'une lunette fixe composée d'un objectif, d'un réticule et d'un oculaire.
un prisme compensateur mobile autour de l'axe de la lunette permet d'éliminer les irisations quand on opère en lumière blanche.

$refractomètre$
Si on modifie l'indice de réfraction n du liquide, l'angle limite varie, l'angle de sortie du prisme réfractomètrique subit également une variation. La limite des plages n'est plus à la roisée des fils dans la lunette. Pour l'y ramener, il faut faire tourner le miroir. A tout indice de réfraction n correspond une position du miroir. Après un étalonnage de l'instrument, on peut ainsi déterminer les indices de réfractions recherchés.

Remarque : le prisme réfractométrique a un indice de 1,75506. C'est pourquoi on ne peut mesurer des indices de réfraction supérieurs à 1,7.

Voici un extrait de la notice :

$refractometre$

Mesure de l'indice de réfraction d'un liquide

Phase 1 : étalonnage de l'appareil
A l'aide d'une lampe, éclairer convenablement le prisme d'éclairage (ouverture du petit volet 3 obturant la fenêtre d'éclairage du secteur gradué).
Fermer le miroir 5 .
Placer l'oeil à l'oculaire (faire la mise au point sur la graduation si nécessaire).
Soulever le prisme d'éclairage, déposer sur le prisme réfractométrique une goutte d'eau distillée (bien étaler, pas de bulle d'air).
Rabattre le prisme d'éclairage.
A l'aide de la molette 14, placer vous sur la graduation correspondant à la valeur de l'indice de réfraction de l'eau distillée pour la température (lue sur le themomètre 2, cf tableau ci après).
Observez si la limite entre la zone éclairée et la zone sombre est placée au centre du réticule. Si cette limite n'est pas placée au centre, elle doit être ajustée à l'aide de la vis de réglage 13.
A l'aide de la molette 1, procédez à la correction de la dispersion en supprimant tous les reflets colorés.
Avant chaque mesure, nettoyer avec un coton doux et de l'alcool , les surfaces des prismes externes.

Phase 2 : mesure de l'indice de réfraction du liquide étudié
Soulever le prisme d'éclairage, déposer sur le prisme réfractométrique une goutte d'eau distillée (bien étaler, pas de bulle d'air).
Rabattre le prisme d'éclairage. L'écran de protection 3 est ouvert. Le miroir 5 est fermé.
Ajustez l'oculaire pour avoir une image nette.
Amenez la ligne de séparation entre zone sombre et zone claire au centre du réticule. Corriger la dispersion si nécessaire.
Lire l'indice de réfraction.

Le réfractomètre comporte également une échelle en °Brix.
Le degré Brix (°B) sert à mesurer la fraction de sucre dans un liquide (en d'autres termes pourcentage de matière sèche soluble). La principale application concerne les fruits, et en particulier le milieu viticole, mais elle sert aussi dans les confitures et autres produits agro-alimentaires. On l'utilise également dans le contrôle de qualité du sirop d'érable (la valeur légale doit être supérieure à 66°B).