تكوين جهاز قياس الانكسار
يمكن صنع مقياس انكسار بسيط باستخدام بعض الأغراض المتوفرة في المنزل، إلا أنه لن يكون دقيقًا بما يكفي لاستخدامه لقياس القهوة. فالقهوة تعتبر مشروبًا مخففًا، وألسنتنا لديها القدرة على ملاحظة أقل التغيرات في تركيزها. وهذا يعني أن أي جهاز نستخدمه للتحقق من تركيز القهوة يجب أن يكون دقيقًا للغاية، وإلا، فلن يكون مفيدًا لنا. يتميز مقياس الانكسار المحمول عالي الجودة بدقة مكوناته وتصميمه الهندسي المذهلين، كما أنه يوضح المبادئ العامة لطريقة العمل.
يبث المصدر الضوئي الفوتونات خلال عدسة باتجاه المنشور. ثم ينتقل الضوء بطريقة يسهل التنبؤ بها وتكرارها نحو نقطة التقاء المنشور بالعينة. في الواقع، إن الضوء لا ينتقل فعليًا داخل العينة، وإنما يلمس فقط السطح بين الزجاج والسائل، لينعكس مرة أخرى نحو الكاشف (انظر الصورة). وقد رأينا في دروس العلوم في السابق كيف يغير شعاع الضوء الذي يمر عبر منشور زجاجي اتجاهه. ما لدينا هنا هو ظاهرة مشابهة يُطلق عليها الانعكاس الداخلي الكامل ، حيث تسمح حدة الزاوية للضوء بالانعكاس نحو الخلف.
إذا كانت العينة ذات معامل انكسار أعلى، فستكون زاوية الانعكاس أكثر حدة، والعكس صحيح. يستقبل الكاشف الطوليالضوء في مكان ما على امتداد طوله. ومن خلال تحديد مكان تلامس الضوء مع الكاشف، يمكن حساب زاوية الانعكاس، وبالتالي، معامل الانكسار.
يُطلق على مقياس الانكسار البسيط الذي يستخدمه مزارعو الفاكهة لتسجيل تركيز السكروز في ثمارهم عداد البريكس. . ويخرج من كرز القهوة الناضج حوالي ثلاث قطرات فقط من السائل. وعند وضع هذا السائل على عدسة مقياس انكسار زجاجي، يستطيع المزارع تحديد نسبة السكر في الصمغ، حيث تعتبر هذه النسبة مؤشرًا على حلول موعد الحصاد، وعادة ما تتراوح بين 15 إلى 25٪ سكروز. ولأن المزارعين يقيسون مستوى البريكس في الصمغ، لا في حبوب القهوة، فلن يعطينا هذا القياس فكرة مباشرةً عن مدى حلاوة مشروب القهوة النهائي.