#STEP12 - Nel cinema

Il rifrattometro è presente nella famorsa serie tv "Breaking bad" in 2 episodi.

1. (S5:E2), viene citata la scala brix nella produzione di una salsa al miele, tipo impiego del rifrattometro

 

 2. (S5:E13) viene fatto vedere l'impiego del rifrattometro nella misurazione in un laboratorio chimico

 

 

#STEP11 - I costruttori

Il primo costruttore del rifrattometro fu  Ernst Abbe che nel 1874 progettò, costruì e descrisse in una pubblicazione il primo strumento per la misura dell’indice di rifrazione. L’invenzione attrasse l’attenzione della società Carl Zeiss che fabbricava microscopi e di cui Abbe divenne dapprima consulente e poi socio

Le case costruttrici che si occupano della produzione di rifrattometri sono:

• Mettler Toledo: è leader mondiale nella produzione e distribuzione di strumenti di precisione e servizi personalizzati per il laboratorio, l'industria, l'analitica di processo, l'ispezione prodotti ed il retail. Fondata del 1898 come Mettler-Toledo S.p.A.
• Enologia Balducci: è un punto di riferimento per appassionati e produttori, in quanto fornisce assistenza enologica, prodotti enologici, attrezzature per cantine e un competente laboratorio di analisi. Fondata dall´enologo Pietro Emiliani nel 1935
• Italia Group Corporate: azienda internazionale che unisce competenze imprenditoriali, elevati contenuti tecnologici e logistici e conoscenze procedurali che le permettono di operare in ogni Paese del mondo. Fondata da Walter Dal Farra
  

#STEP10 - I libri

Articolo scientifico: Il nuovo rifrattometro Red Sea… e se avessimo sbagliato tutti fino ad oggi?, in danireef - Danilo Ronchi, 18 febbraio 2014

Libro: Traite De Photographie Industrielle: Theorie Et Pratique, Charles Féry 1896 Prigi

  

Libro: Trattato di chimica organica, Hollemann Arnold Frederik, 1927 Amsterdam

#STEP9 - Gli inventori

Uno dei più semplici, rapidi e portatili apparecchi di analisi dei caratteri di molti prodotti commerciali, liquidi, in soluzione, ma anche solidi sottili, è basato sulla misura dell’indice di rifrazione ed è stato messo a punto dal fisico tedesco Ernst Abbe (1840-1905).

Con i rifrattometri di Abbe si concludeva un lungo cammino intellettuale cominciato, come al solito, con i greci: il grande astronomo e geografo Tolomeo (100-170 d.C.) aveva scoperto come varia il cammino della luce nel cielo e lo attribuì correttamente al passaggio attraverso masse atmosferiche di diversa densità. [...] Quando Abbe affrontò il problema di costruire uno strumento per misurare tale indice di rifrazione (siamo nella seconda metà dell’Ottocento, in piena rivoluzione industriale) molte attività industriali e commerciali avevano bisogno di conoscere la concentrazione degli zuccheri nei sughi zuccherini, nel vino, nella birra, ecc. Col “rifrattometro di Abbe” il risultato poteva essere ottenuto con una goccia di campione, in maniera immediata, perché anche l’indice di rifrazione era proporzionale alla concentrazione di zuccheri e sali nelle relative soluzioni. 

#STEP8 - I materiali

Il materiale più importante del rifrattometro è quello che costituisce i prismi dove avviene appunto la rifrazione: il vetro Flint.

E' una qualità di vetro che si ottiene aggiungendo del piombo ai componenti base del materiale e che ha un indice di rifrzione particolarmente alto (1,6-1,89) e dispersione attorno a 0,017. Queste caratteristiche lo rendono adatto per vetri d'ottica quali prismi per rifrattometri. L'elevato indice di rifrazione fa sì che la lucentezza di questa qualità di vetro ricordi quella del diamante e, pertanto, venne usata per le gemme dei lampadari di cristallo e per realizzare altri oggetti di pregio (con la denominazione generica di cristallo). 

#STEP7 - Il mito

Un mito a cui si può fare riferimento è quello della Fata Morgana. Esso sfrutta lo stesso principio del rifrattometro, ovvero quello della rifrazione della luce. Si tratta di un effetto dovuto alla particolare distribuzione dell'indice si rifrazione della luce del Sole in diversi strati d'aria. Fino a una certa altezza l'indice di rifrazione assume un valore crescente con essa per poi tornare a diminuire, per questo le immagini sono molto mutevoli e deformate, difficilmente riconoscibili

#STEP6 - Il simbolo

 

Pink Floyd, The Dark Side of the Moon

 

La copertina del leggendario album dei Pink Floyd, può essere vista come un'immagine allegorica del rifrattometro automatico. Una sorgente luminosa LED viene inviata con un'ampia gamma di angoli su una superficie di un prisma in contatto con un campione. In dipendenza della differenza nell'indice di rifrazione tra il materiale del prisma e il campione, la luce è in parte trasmessa o totalmente riflessa. L'angolo critico di riflessione totale viene determinato misurando l'intensità della luce riflessa in funzione dell'angolo incidente.

#STEP5 - Il principio fisico

Il rifrattometro sfutta il principio fisico della rifrazione della luce, ovvero sul principio di misura ottico che si basa sul popolare fenomeno osservato quando immergiamo una matita o una cannuccia in un bicchiere con acqua o un remo nel mare: sembrano piegati. Dagli studi di Snell già nel 1621 si era capito che un fascio di raggi di luce che attraversava un fluido (tipo aria) con diverse angolazioni presentava una parte di raggi riflessi dall’interfaccia fra i due fluidi indietro verso il primo, una quota di raggi rifratti cioè che si perdono all’interno del secondo fluido (tipo acqua) con angolazioni diverse. Quella particolare angolazione di arrivo del raggio di luce per la quale il raggio rifratto è tangente l’interfaccia è definita dall’Angolo Critico di incidenza. Pertanto l’ Indice di Rifrazione di un materiale è un parametro nd che rappresenta il fattore numerico per cui la velocità di propagazione di una radiazione elettromagnetica, come la luce, viene rallentata e pertanto ai nostri occhi fa apparire piegata la matita.

 

Oggi nel Rifrattometro digitale variando la concentrazione dei sali l’indice di rifrazione cambia e soprattutto cambia l’angolo critico (raggio rosso). Di questo raggio critico ne viene letta la posizione su un sensore CCD, costruendo una immagine ottica.

La linea di confine tra area scura ed area chiara non è matematicamente null’altro che il punto preciso dove avviene il cambio di concavità della curva, detto cuspide. Calcolare la posizione della cuspide significa calcolare l’Indice di Rifrazione n_d.

 

#STEP4 - La scienza

Il rifrattometro è legato principalmente all'ottica (The refractometer is mainly related to optics). Esso sfrutta il principio fisico della rifrazione della luce (refraction of light), secondo la quale all’aumentare della densità di una sostanza si ha il crescere proporzionale del suo indice di rifrazione.

Le scienze in cui trova applicazione è 

• la gemmologia (gemology) in quanto è considerato lo strumento base per il riconoscimento delle gemme.
  
•  in veterinaria (veterinary) viene utilizzato per misurare le proteine plasmatiche totali in un campione di sangue e il peso specifico delle urine. La veterinaria ha avuto origine nell'età antica con l'osservazione degli uccelli e degli animali, fino all'età moderna con numerosi libri soprattuttto sulle malattie dei cavalli
  
• in farmacia (pharmacy) per il controllo qualità delle materie prime e dei prodotti intermedi e finali. La figura del farmacista inizia nell'antica Grecia  (Pharmacotriba) dove non esercitava più la medicina ma vendeva rimedi medicamentosi e realizzava medicamenti composti prescritti da medici. Nel medioevo, invece, si ha lo sviluppo di orti botanici nei monasteri che si traformavano in 'officine farmacautiche'

bibliografia: https://it.wikipedia.org/wiki/Rifrattometro

                   https://it.wikipedia.org/wiki/Medicina_veterinaria#Et%C3%A0_antica 

                   https://it.wikipedia.org/wiki/Farmacista

#STEP3 - Un glossario

Il rifrattometro di Abbe è uno strumento per determinare l’indice di rifrazione nD di liquidi o solidi con proprietà di trasparenza e può anche determinare la percentuale di concentrazione di zucchero (% Brix) contenuto in una soluzione zuccherina.

I suoi componenti principali sono:

1. un oculare in cui vengono visualizzati sia il campo visivo della luce rifratta a cui è sovrapposto un reticolo a croce, che le scale di misura dell'indice di rifrazione e della concentrazione;  
2. una finestra di illuminazione che fa entrare la luce nel prisma secondario. Essa può essere aperta e chiusa ruotando il portello in senso antiorario;
3. uno specchietto apribile che permette di ottenere un'illuminazione alternativa, in ingresso attraverso il prisma principale, utilizzabile con campioni particolarmente torbidi o opachi, mantenendo chiusa la finestra di illuminazione;  
4. un prisma secondario che viene attraversato dalla luce incidente sul campione e ribaltabile per consentire di porre il campione sulla superfice del prisma principale;  
5. un prisma principale sulla cui superficie vengono posti i campioni;  
6. ugelli per il collegamento ad un dispositivo di controllo della temperatura;  
7. un condensatore per illuminare la scala graduata.

#STEP2 - L'immagine

Immagine storica dell rifrattometro di Abbe

bibliografia: museo virtuale ITT Montani 

https://www.istitutomontani.gov.it/museovirtuale/rifrattometro_di37/

#STEP1 - Il rifrattometro: definizione e origine etimologica

DEFINIZIONE: Strumento o dispositivo usato per la misurazione dell'indice di rifrazione di un mezzo, nel campo delle radiazioni visibili (r. ottici) e in quello delle radio-onde (r. radioelettrici). Tra i r. ottici, il r. a dispersione è basato sulla misurazione dell'angolo di deviazione minima di un campione della sostanza in esame foggiato a prisma

in altre lingue...

refractometer, refractómetro, réfractomètre, refraktometer, 屈折計

NOTA ETIMOLOGICA: Uno dei più semplici, rapidi e portatili apparecchi di analisi dei caratteri di molti prodotti commerciali, liquidi, in soluzione, ma anche solidi sottili, è basato sulla misura dell’indice di rifrazione ed è stato messo a punto dal fisico tedesco Ernst Abbe (1840-1905). Nel 1874 progettò, costruì e descrisse in una pubblicazione il primo strumento per la misura dell’indice di rifrazione, da qui appunto il nome 'rifrattometro'.