Brechzahl - Rückführung durch Referenzflüssigkeiten

Bisher wurde die Brechzahl über Präzisionsglasprismen, die der Kunde der PTB bereitstellen musste, rückgeführt. Dieses Verfahren ist aufwändig und teuer. Alternativ bietet die PTB nun Referenzflüssigkeiten - abgefüllt zum einmaligen Gebrauch in 10-cm³-Ampullen - mit besonderen Eigenschaften an: Sie sind hinreichend chemisch stabil, arbeitsmedizinisch unbedenklich und einfach anzuwenden. Weiterhin überdecken sie einen Brechzahlbereich, der in der Praxis benötigt wird, und sie ermöglichen die Weitergabe der Einheit mit hinreichend kleiner Unsicherheit.

Als Referenzflüssigkeiten haben sich einige bei Zimmertemperatur flüssige Kohlenwasserstoffe als gut geeignet erwiesen, nämlich n-Heptan (n_D = 1,388), Isooctan (n_D = 1,392), Methylcyclohexan (n_D = 1,423), Cyclohexan (n_D = 1,427) und Tetrachlorethylen (n_D = 1,508). Dabei ist n_D die Brechzahl bei der Spektrallinie D der Quecksilberdampflampe. Die Brechzahlen werden jeweils für sechs Wellenlängen im sichtbaren Spektralbereich zwischen 404,7 nm und 643,8 nm in der PTB mit einer Unsicherheit von 10^-5 kalibriert. Mit diesen Referenzflüssigkeiten können daher Brechzahlmessungen mit einem Refraktometer über nahezu den gesamten sichtbaren Spektralbereich rückgeführt werden - und dies ohne Dispersions-Korrektur der angegebenen Brechzahl, solange die Wellenlänge der Messstrahlung von der im Kalibrierschein angegebenen höchstens um 0,1 nm abweicht. Solch geringe Unsicherheiten verlangen allerdings, dass die Temperatur während der Kalibrierung höchstens um ein Hundertsel Kelvin um einen wohldefinierten Wert schwankt.