当光线自一种透明介质进入到另一种透明介质时,由于在两种不同介质中的传播速度不同,会产生折射现象,折射的方向和程度与介质的密度有关见下图。一般在第一介质中,入射光线与法线相交的角i,称为入射角;进入第二介质中折射后的光线与法线相交的角r,称为折射角。按照折射定律:光线入射角的正弦与折射角的正弦之比值等于一常数(常用n 表示),且等于该光线在两种介质中速度之比。数学表达式为:

n 称为第一介质对第二介质的相对折光率。 根据光学折、反射原理， 规定用空气作为第一介质(标准介质),啤酒溶液为第二介质,当光线从空气进入另一物质所得到的比值,就称为该物质的折光率。

光线自第一介质射入第二介质时,折射角r 恒小于入射角i,但折射角r 随入射角i 的增大而增大,当入射角i 无限趋于90°时,折射角达到最高限度。此时的入射线称为掠入射线,折射角称为临界角(rc ),折射线称为临界光线见图35 中B。大于临界角的区域构成暗区,小于临界角的区域构成亮区。令i = 90°,则临界角与折光率n 的关系为:

故只要测得临界角就可以求得折光率之值。在这种情况下,折光计的圆形视野中显示出一半受光,另一半不受光,形成明暗各半的现象。折光计就是根据这一原理来测定临界角,再计算出折光率的,即当折光计视野调节至明暗各一半时,光线的折射角即为临界角,并在折光计的刻度尺上可以读出物质的折光率。

如图所示。根据这一基本原理，选择已知棱镜的折射率，通过检测全反射临界角就可以方便地测出被检溶液的折射率，再根据折射率与溶液浓度的一一对应关系，可得到被测溶液的浓度。