Относителен индекс на пречупване на въздуха. От какво зависи коефициентът на пречупване на дадено вещество? Важен параметър за различни обекти
Таблица 1. Индекси на пречупване на кристали.
индекс на пречупваненякои кристали при 18 ° C за лъчите на видимата част на спектъра, чиито дължини на вълните съответстват на определени спектрални линии. Посочени са елементите, към които принадлежат тези линии; приблизителните стойности на дължините на вълните λ на тези линии също са посочени в единици ангстрьом
| λ (Å) | Варов шпат | Флуорит | Каменна сол | Силвин | |
| com. л. | извънредно л. | ||||
| 6708 (Li, cr. l.) | 1,6537 | 1,4843 | 1,4323 | 1,5400 | 1,4866 |
| 6563 (N, cr. l.) | 1,6544 | 1,4846 | 1,4325 | 1,5407 | 1,4872 |
| 6438 (Cd, cr. l.) | 1,6550 | 1,4847 | 1,4327 | 1,5412 | 1,4877 |
| 5893 (Na, ет.) | 1,6584 | 1,4864 | 1,4339 | 1,5443 | 1,4904 |
| 5461 (Hg, w.l.) | 1,6616 | 1,4879 | 1,4350 | 1,5475 | 1,4931 |
| 5086 (CD, w.l.) | 1,6653 | 1,4895 | 1,4362 | 1,5509 | 1,4961 |
| 4861 (N, w.l.) | 1,6678 | 1,4907 | 1,4371 | 1,5534 | 1,4983 |
| 4800 (Cd, s.l.) | 1,6686 | 1,4911 | 1,4379 | 1,5541 | 1,4990 |
| 4047 (Hg, f. l) | 1,6813 | 1,4969 | 1,4415 | 1,5665 | 1,5097 |
Таблица 2. Индекси на пречупване на оптични стъкла.
Линии C, D и F, чиито дължини на вълните са приблизително равни: 0,6563 μ (μm), 0,5893 μ и 0,4861 μ.
| Оптични очила | Обозначаване | n C | nD | n F |
| Боросиликатна корона | 516/641 | 1,5139 | 1,5163 | 1,5220 |
| Cron | 518/589 | 1,5155 | 1,5181 | 1,5243 |
| Лек кремък | 548/459 | 1,5445 | 1,5480 | 1,5565 |
| баритна корона | 659/560 | 1,5658 | 1,5688 | 1,5759 |
| - || - | 572/576 | 1,5697 | 1,5726 | 1,5796 |
| Лек кремък | 575/413 | 1,5709 | 1,5749 | 1,5848 |
| Барит Светъл кремък | 579/539 | 1,5763 | 1,5795 | 1,5871 |
| тежки крони | 589/612 | 1,5862 | 1,5891 | 1,5959 |
| - || - | 612/586 | 1,6095 | 1,6126 | 1,6200 |
| кремък | 512/369 | 1,6081 | 1,6129 | 1,6247 |
| - || - | 617/365 | 1,6120 | 1,6169 | 1,6290 |
| - || - | 619/363 | 1,6150 | 1,6199 | 1,6321 |
| - || - | 624/359 | 1,6192 | 1,6242 | 1,6366 |
| Тежък баритен кремък | 626/391 | 1,6213 | 1,6259 | 1,6379 |
| тежък кремък | 647/339 | 1,6421 | 1,6475 | 1,6612 |
| - || - | 672/322 | 1,6666 | 1,6725 | 1,6874 |
| - || - | 755/275 | 1,7473 | 1,7550 | 1,7747 |
Таблица 3. Показатели на пречупване на кварца във видимата част на спектъра
Справочната таблица дава стойности индекс на пречупванеобикновени лъчи ( n 0) и извънредно ( не) за обхвата на спектъра приблизително от 0,4 до 0,70 μ.
| λ (μ) | n 0 | не | Топен кварц |
| 0,404656 | 1,557356 | 1,56671 | 1,46968 |
| 0,434047 | 1,553963 | 1,563405 | 1,46690 |
| 0,435834 | 1,553790 | 1,563225 | 1,46675 |
| 0,467815 | 1,551027 | 1,560368 | 1,46435 |
| 0,479991 | 1,550118 | 1,559428 | 1,46355 |
| 0,486133 | 1,549683 | 1,558979 | 1,46318 |
| 0,508582 | 1,548229 | 1,557475 | 1,46191 |
| 0,533852 | 1,546799 | 1,555996 | 1,46067 |
| 0,546072 | 1,546174 | 1,555350 | 1,46013 |
| 0,58929 | 1,544246 | 1,553355 | 1,45845 |
| 0,643874 | 1,542288 | 1,551332 | 1,45674 |
| 0,656278 | 1,541899 | 1,550929 | 1,45640 |
| 0,706520 | 1,540488 | 1,549472 | 1,45517 |
Таблица 4. Показатели на пречупване на течности.
Таблицата дава стойностите на индексите на пречупване н течности за лъч с дължина на вълната приблизително равна на 0,5893 μ (жълта натриева линия); температура на течността, при която са направени измерванията н, е посочено.
| Течност | t (°C) | н |
| алилов алкохол | 20 | 1,41345 |
| Амилов алкохол (N.) | 13 | 1,414 |
| Анизол | 22 | 1,5150 |
| Анилин | 20 | 1,5863 |
| Ацеталдехид | 20 | 1,3316 |
| ацетон | 19,4 | 1,35886 |
| Бензол | 20 | 1,50112 |
| Бромоформ | 19 | 1,5980 |
| Бутилов алкохол (н.) | 20 | 1,39931 |
| Глицерол | 20 | 1,4730 |
| Диацетил | 18 | 1,39331 |
| Ксилен (мета) | 20 | 1,49722 |
| Ксилол (орто-) | 20 | 1,50545 |
| Ксилол (пара-) | 20 | 1,49582 |
| метиленхлорид | 24 | 1,4237 |
| Метилов алкохол | 14,5 | 1,33118 |
| Мравчена киселина | 20 | 1,37137 |
| Нитробензен | 20 | 1,55291 |
| Нитротолуен (орто-) | 20,4 | 1,54739 |
| Паралдехид | 20 | 1,40486 |
| Пентан (нормален) | 20 | 1,3575 |
| Пентан (изо-) | 20 | 1,3537 |
| Пропилов алкохол (нормален) | 20 | 1,38543 |
| въглероден дисулфид | 18 | 1,62950 |
| Толуен | 20 | 1,49693 |
| Фурфурол | 20 | 1,52608 |
| Хлоробензен | 20 | 1,52479 |
| Хлороформ | 18 | 1,44643 |
| Хлоропикрин | 23 | 1,46075 |
| въглероден тетрахлорид | 15 | 1,46305 |
| Етил бромид | 20 | 1,42386 |
| Етил йодид | 20 | 1,5168 |
| етилацетат | 18 | 1,37216 |
| Етилбензен | 20 | 1.4959 |
| Етилен бромид | 20 | 1,53789 |
| Етанол | 18,2 | 1,36242 |
| Етилов етер | 20 | 1,3538 |
Таблица 5. Показатели на пречупване на водни разтвори на захар.
Таблицата по-долу дава стойностите индекс на пречупванен водни разтворизахар (при 20 ° C) в зависимост от концентрацията с решение ( с показва тегловния процент на захарта в разтвора).
| С (%) | н | С (%) | н |
| 0 | 1,3330 | 35 | 1,3902 |
| 2 | 1,3359 | 40 | 1,3997 |
| 4 | 1,3388 | 45 | 1,4096 |
| 6 | 1,3418 | 50 | 1,4200 |
| 8 | 1,3448 | 55 | 1,4307 |
| 10 | 1,3479 | 60 | 1,4418 |
| 15 | 1,3557 | 65 | 1,4532 |
| 20 | 1,3639 | 70 | 1,4651 |
| 25 | 1,3723 | 75 | 1,4774 |
| 30 | 1,3811 | 80 | 1,4901 |
Таблица 6. Показатели на пречупване на водата
Таблицата дава стойностите на индексите на пречупване н вода при температура 20 ° C в диапазона от дължини на вълните от приблизително 0,3 до 1 μ.
| λ (μ) | н | λ (μ) | н | λ(c) | н |
| 0,3082 | 1,3567 | 0,4861 | 1,3371 | 0,6562 | 1,3311 |
| 0,3611 | 1,3474 | 0,5460 | 1,3345 | 0,7682 | 1,3289 |
| 0,4341 | 1,3403 | 0,5893 | 1,3330 | 1,028 | 1,3245 |
Таблица 7. Показатели на пречупване на газове Таблица
Таблицата дава стойностите на индексите на пречупване n на газовете при нормални условия за линията D, чиято дължина на вълната е приблизително равна на 0,5893 μ.
| Газ | н |
| Азот | 1,000298 |
| Амоняк | 1,000379 |
| Аргон | 1,000281 |
| Водород | 1,000132 |
| Въздух | 1,000292 |
| Гелин | 1,000035 |
| Кислород | 1,000271 |
| Неон | 1,000067 |
| Въглероден окис | 1,000334 |
| серен диоксид | 1,000686 |
| водороден сулфид | 1,000641 |
| Въглероден двуокис | 1,000451 |
| хлор | 1,000768 |
| Етилен | 1,000719 |
| водна пара | 1,000255 |
Източник на информация:КРАТКО ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКО РЪКОВОДСТВО / Том 1, - М .: 1960.
Пречупването се нарича определено абстрактно число, което характеризира силата на пречупване на всяка прозрачна среда. Обичайно е да се обозначава с n. Има абсолютен коефициент на пречупване и относителен коефициент.
Първият се изчислява по една от двете формули:
n = sin α / sin β = const (където sin α е синусът на ъгъла на падане, а sin β е синусът на светлинния лъч, влизащ в разглежданата среда от празнотата)
n = c / υ λ (където c е скоростта на светлината във вакуум, υ λ е скоростта на светлината в изследваната среда).
Тук изчислението показва колко пъти светлината променя скоростта си на разпространение в момента на преминаване от вакуум към прозрачна среда. По този начин се определя коефициентът на пречупване (абсолютен). За да разберете роднината, използвайте формулата:
Тоест, разглеждат се абсолютните индекси на пречупване на вещества с различна плътност, като въздух и стъкло.
Най-общо казано, абсолютните коефициенти на всякакви тела, независимо дали са газообразни, течни или твърди, винаги са по-големи от 1. По принцип техните стойности варират от 1 до 2. Над 2 тази стойност може да бъде само в изключителни случаи. Стойността на този параметър за някои среди:
Тази стойност, когато се приложи към най-твърдото естествено вещество на планетата, диаманта, е 2,42. Много често, когато се провеждат научни изследвания и др., се изисква да се знае коефициентът на пречупване на водата. Този параметър е 1,334.
Тъй като дължината на вълната е индикатор, разбира се, не е постоянен, на буквата n се присвоява индекс. Стойността му помага да се разбере към коя вълна от спектъра се отнася този коефициент. Когато разглеждаме същото вещество, но с увеличаване на дължината на вълната на светлината, индексът на пречупване ще намалее. Това обстоятелство предизвика разлагане на светлината в спектър при преминаване през леща, призма и др.
Чрез стойността на индекса на пречупване можете да определите например колко от едно вещество е разтворено в друго. Това е полезно, например, при пивоварството или когато трябва да знаете концентрацията на захар, плодове или плодове в сока. Този показател е важен и при определяне на качеството на петролните продукти, а в бижутерията, когато е необходимо да се докаже автентичността на камък и др.
Без използването на каквото и да е вещество, скалата, видима в окуляра на инструмента, ще бъде напълно синя. Ако пуснете обикновена дестилирана вода върху призма, с правилното калибриране на инструмента, границата на сините и белите цветове ще премине стриктно по нулевата маркировка. Когато изследвате друго вещество, то ще се измести по скалата според това какъв индекс на пречупване има.
Пречупване на светлината- явление, при което лъч светлина, преминавайки от една среда в друга, променя посоката си на границата на тези среди.
Пречупването на светлината става по следния закон:
Падащият и пречупеният лъч и перпендикулярът, прекаран към границата между две среди в точката на падане на лъча, лежат в една и съща равнина. Съотношението на синуса на ъгъла на падане към синуса на ъгъла на пречупване е постоянна стойност за две среди:
,
където α
- ъгъл на падане,
β
- ъгъл на пречупване
н - постоянна стойност, независима от ъгъла на падане.
Когато ъгълът на падане се промени, ъгълът на пречупване също се променя. Колкото по-голям е ъгълът на падане, толкова по-голям е ъгълът на пречупване.
Ако светлината преминава от оптично по-малко плътна среда към по-плътна среда, тогава ъгълът на пречупване винаги е по-малък от ъгъла на падане: β < α.
Светлинен лъч, насочен перпендикулярно на интерфейса между две среди, преминава от една среда в друга без да се счупи.
абсолютен индекс на пречупване на вещество- стойност, равна на отношението на фазовите скорости на светлината (електромагнитни вълни) във вакуум и в дадена среда n=c/v
Стойността n, включена в закона за пречупване, се нарича относителен индекс на пречупване за двойка среди.
Стойността n е относителният индекс на пречупване на среда B по отношение на среда A, а n" = 1/n е относителният индекс на пречупване на среда A по отношение на среда B.
Тази стойност, ceteris paribus, е по-голяма от единица, когато лъчът преминава от по-плътна среда към по-малко плътна среда, и по-малка от единица, когато лъчът преминава от по-малко плътна среда към по-плътна среда (например от газ или от вакуум до течност или твърдо вещество). Има изключения от това правило и затова е обичайно да наричаме среда оптически по-голяма или по-малко плътна от друга.
Лъч, падащ от безвъздушно пространство върху повърхността на някаква среда B, се пречупва по-силно, отколкото когато пада върху него от друга среда A; Коефициентът на пречупване на лъч, падащ върху среда от безвъздушно пространство, се нарича негов абсолютен показател на пречупване.
(Абсолютно - относително спрямо вакуума.
Относително - спрямо всяко друго вещество (същия въздух, например).
Относителният индекс на две вещества е тяхното съотношение абсолютни показатели.)
Пълно вътрешно отражение- вътрешно отражение, при условие че ъгълът на падане надвишава определен критичен ъгъл. В този случай падащата вълна се отразява напълно и стойността на коефициента на отражение надвишава най-високите си стойности за полирани повърхности. Коефициентът на отражение за пълно вътрешно отражение не зависи от дължината на вълната.
В оптиката това явление се наблюдава в широк диапазон електромагнитно излъчване, включително рентгеновия диапазон.
AT геометрична оптикаФеноменът се обяснява със закона на Снел. Като се има предвид, че ъгълът на пречупване не може да надвишава 90 °, получаваме, че при ъгъл на падане, чийто синус е по-голям от отношението на по-малкия индекс на пречупване към по-големия индекс, електромагнитната вълна трябва да бъде напълно отразена в първата среда.
В съответствие с вълновата теория на явлението, електромагнитната вълна все пак прониква във втората среда - там се разпространява така наречената „неравномерна вълна“, която се разпада експоненциално и не отнема енергия със себе си. Характерната дълбочина на проникване на нехомогенна вълна във втората среда е от порядъка на дължината на вълната.
Закони за пречупване на светлината.
От всичко казано заключаваме:
1 . На границата между две среди с различна оптична плътност светлинният лъч променя посоката си, когато преминава от една среда в друга.
2. При преминаване на светлинен лъч в среда с по-висока оптична плътност ъгълът на пречупване е по-малък от ъгъла на падане; когато светлинният лъч преминава от оптически по-плътна среда към по-малко плътна среда, ъгълът на пречупване е по-голям от ъгъла на падане.
Пречупването на светлината е придружено от отражение и с увеличаване на ъгъла на падане яркостта на отразения лъч се увеличава, докато пречупеният отслабва. Това може да се види чрез провеждане на експеримента, показан на фигурата. Следователно отразеният лъч отнася със себе си толкова повече светлинна енергия, толкова по-голям е ъгълът на падане.
Позволявам MN- интерфейсът между две прозрачни среди, например въздух и вода, АД- падаща греда OV- пречупен лъч, - ъгъл на падане, - ъгъл на пречупване, - скорост на разпространение на светлината в първата среда, - скорост на разпространение на светлината във втората среда.
Нека се обърнем към по-подробно разглеждане на индекса на пречупване, въведен от нас в § 81 при формулирането на закона за пречупване.
Коефициентът на пречупване зависи от оптичните свойства и средата, от която пада лъчът и средата, в която прониква. Коефициентът на пречупване, получен при падане на светлина от вакуум върху среда, се нарича абсолютен индекс на пречупване на тази среда.
Ориз. 184. Относителен индекс на пречупване на две среди:
Нека абсолютният индекс на пречупване на първата среда е , а на втората среда - . Като се има предвид пречупването на границата на първата и втората среда, ние се уверяваме, че индексът на пречупване по време на прехода от първата среда към втората, така нареченият относителен индекс на пречупване, е равен на съотношението на абсолютните показатели на пречупване на втората и първата медия:
(фиг. 184). Напротив, при преминаване от втората среда към първата имаме относителен показател на пречупване
Установената връзка между относителния индекс на пречупване на две среди и техните абсолютни показатели на пречупване може също да бъде изведена теоретично, без нови експерименти, точно както може да се направи за закона за обратимостта (§82),
Среда с по-висок индекс на пречупване се нарича оптически по-плътна. Обикновено се измерва коефициентът на пречупване на различни среди спрямо въздуха. Абсолютният индекс на пречупване на въздуха е. По този начин абсолютният индекс на пречупване на всяка среда е свързан с нейния индекс на пречупване спрямо въздуха по формулата
Таблица 6. Индекс на пречупване различни веществаспрямо въздуха
Коефициентът на пречупване зависи от дължината на вълната на светлината, тоест от нейния цвят. Различните цветове съответстват на различни индекси на пречупване. Това явление, наречено дисперсия, играе важна роляв оптиката. Ще се занимаваме с това явление многократно в следващите глави. Данните, дадени в табл. 6, се отнасят до жълта светлина.
Интересно е да се отбележи, че законът за отражението може да бъде официално написан в същата форма като закона за пречупването. Спомнете си, че се съгласихме винаги да измерваме ъглите от перпендикуляра към съответния лъч. Следователно трябва да считаме, че ъгълът на падане и ъгълът на отражение имат противоположни знаци, т.е. законът за отражение може да бъде написан като
Сравнявайки (83.4) със закона за пречупване, виждаме, че законът за отражение може да се разглежда като специален случай на закона за пречупване при . Това формално сходство между законите на отражението и пречупването е от голяма полза при решаването на практически проблеми.
В предишното изложение индексът на пречупване имаше значението на константа на средата, независимо от интензитета на светлината, преминаваща през нея. Подобно тълкуване на индекса на пречупване е съвсем естествено, но в случай на висок интензитет на излъчване, постижим с помощта на съвременни лазери, то не е оправдано. Свойствата на средата, през която преминава силно светлинно лъчение, в този случай зависят от нейния интензитет. Както се казва, средата става нелинейна. Нелинейността на средата се проявява по-специално във факта, че светлинна вълна с висок интензитет променя индекса на пречупване. Зависимостта на коефициента на пречупване от интензитета на излъчване има формата
Тук е обичайният индекс на пречупване, a е нелинейният индекс на пречупване и е факторът на пропорционалност. Допълнителният член в тази формула може да бъде положителен или отрицателен.
Относителните промени в индекса на пречупване са относително малки. При 
нелинеен индекс на пречупване. Въпреки това, дори такива малки промени в индекса на пречупване са забележими: те се проявяват в особен феномен на самофокусиране на светлината.
Помислете за среда с положителен нелинеен индекс на пречупване. В този случай зоните с повишен интензитет на светлината са едновременно зони с повишен индекс на пречупване. Обикновено реално лазерно лъчениеразпределението на интензитета върху напречното сечение на лъчевия лъч е неравномерно: интензитетът е максимален по оста и постепенно намалява към краищата на лъча, както е показано на фиг. 185 плътни криви. Подобно разпределение описва и изменението на показателя на пречупване по напречното сечение на клетка с нелинейна среда, по оста на която се разпространява лазерният лъч. Коефициентът на пречупване, който е най-голям по оста на клетката, постепенно намалява към стените й (пунктирани криви на фиг. 185).
Сноп от лъчи, излизащи от лазера успоредно на оста, попадащи в среда с променлив коефициент на пречупване, се отклоняват в посоката, където той е по-голям. Следователно, повишеният интензитет в близост до OSP клетката води до концентрация на светлинни лъчи в тази област, която е показана схематично в напречни сечения и на фиг. 185, а това води до допълнително увеличение на . В крайна сметка ефективното напречно сечение на светлинен лъч, преминаващ през нелинейна среда, намалява значително. Светлината преминава сякаш през тесен канал с повишен коефициент на пречупване. По този начин лазерният лъч се стеснява и нелинейната среда действа като събирателна леща под действието на интензивно лъчение. Това явление се нарича самофокусиране. Може да се наблюдава например в течен нитробензен.
Ориз. 185. Разпределение на интензитета на излъчване и индекса на пречупване върху напречното сечение на лазерния лъч от лъчи на входа на кюветата (а), близо до входния край (), в средата (), близо до изходния край на кюветата ( )
Определяне на коефициента на пречупване на прозрачни твърди тела
И течности
Инструменти и аксесоари: микроскоп със светлинен филтър, плоскопаралелна плака със знак АВ под формата на кръст; рефрактометър марка "РЛ"; набор от течности.
Обективен:определят показателите на пречупване на стъкло и течности.
Определяне на индекса на пречупване на стъкло с помощта на микроскоп
За определяне на коефициента на пречупване на прозрачен твърдо тялоизползва се плоскопаралелна плоча от този материал с маркировка.
Марката се състои от две взаимно перпендикулярни драскотини, едната от които (А) е нанесена на дъното, а втората (В) - на горната повърхност на табелата. Плаката се осветява с монохроматична светлина и се изследва под микроскоп. На
ориз. 4.7 показва разрез на изследваната плоча във вертикална равнина.
Лъчите AD и AE след пречупване на границата стъкло-въздух отиват в посоките DD1 и EE1 и попадат в обектива на микроскопа.
Наблюдател, който гледа плочата отгоре, вижда точка А в пресечната точка на продължението на лъчите DD1 и EE1, т.е. в точка С.
По този начин точка А изглежда на наблюдателя разположена в точка С. Нека намерим връзката между индекса на пречупване n на материала на плочата, дебелината d и видимата дебелина d1 на плочата.
4.7 се вижда, че VD \u003d BCtgi, BD \u003d ABtgr, от където
tgi/tgr = AB/BC,
където AB = d е дебелината на плочата; BC = d1 видима дебелина на плочата.
Ако ъглите i и r са малки, тогава
Sini/Sinr = tgi/tgr, (4.5)
тези. Sini/Sinr = d/d1.
Като вземем предвид закона за пречупване на светлината, получаваме
Измерването на d/d1 се извършва с помощта на микроскоп.
Оптичната схема на микроскопа се състои от две системи: система за наблюдение, която включва обектив и окуляр, монтирани в тръба, и система за осветяване, състояща се от огледало и подвижен светлинен филтър. Фокусирането на изображението се извършва чрез завъртане на дръжките, разположени от двете страни на тръбата.
По оста на дясната дръжка има диск с люспа на крайника.
Отчитането b на крайника спрямо фиксирания показалец определя разстоянието h от обектива до предмета на микроскопа:
Коефициентът k показва на каква височина се движи тръбата на микроскопа, когато дръжката се завърти с 1°.
Диаметърът на обектива при тази настройка е малък в сравнение с разстоянието h, така че най-външният лъч, който влиза в обектива, образува малък ъгъл i с оптичната ос на микроскопа.
Ъгълът на пречупване r на светлината в плочата е по-малък от ъгъла i, т.е. също е малък, което отговаря на условие (4.5).
Работен ред
1. Поставете плаката върху предметния стол на микроскопа, така че точката на пресичане на щрихите A и B (вижте фиг.
Индекс на пречупване
4.7) беше в зрителното поле.
2. Завъртете дръжката на повдигащия механизъм, за да повдигнете тръбата в горна позиция.
3. Гледайки в окуляра, бавно спуснете тръбата на микроскопа чрез завъртане на дръжката, докато в зрителното поле се получи ясен образ на драскотина B, нанесена върху горната повърхност на плаката. Запишете индикацията b1 на крайника, която е пропорционална на разстоянието h1 от обектива на микроскопа до горния ръб на плаката: h1 = kb1 (фиг.
4. Продължете да спускате тръбата плавно, докато се получи ясно изображение на драскотина А, която изглежда на наблюдателя в точка С. Запишете ново отчитане b2 на лимба. Разстоянието h1 от обектива до горната повърхност на плочата е пропорционално на b2:
h2 = kb2 (фиг. 4.8, b).
Разстоянията от точки B и C до лещата са равни, тъй като наблюдателят ги вижда еднакво ясно.
Преместването на тръбата h1-h2 е равно на видимата дебелина на плочата (фиг.
d1 = h1-h2 = (b1-b2)k. (4,8)
5. Измерете дебелината на плочата d в пресечната точка на щрихите. За да направите това, поставете спомагателна стъклена плоча 2 под тестовата плоча 1 (фиг. 4.9) и спуснете тръбата на микроскопа, докато лещата докосне (леко) тестовата плоча. Обърнете внимание на индикацията на крайника a1. Отстранете изследваната плака и спуснете тръбата на микроскопа, докато обективът докосне плаката 2.
Индикация за бележка a2.
В същото време обективът на микроскопа ще падне на височина, равна на дебелината на изследваната плоча, т.е.
d = (a1-a2)k. (4,9)
6. Изчислете индекса на пречупване на материала на плочата, като използвате формулата
n = d/d1 = (a1-a2)/(b1-b2). (4.10)
7. Повторете всички горепосочени измервания 3-5 пъти, изчислете средната стойност n, абсолютните и относителните грешки rn и rn/n.
Определяне на коефициента на пречупване на течности с помощта на рефрактометър
Уредите, които се използват за определяне на показателите на пречупване, се наричат рефрактометри.
Общ изглед и оптична схема на RL рефрактометъра са показани на фиг. 4.10 и 4.11.
Измерването на коефициента на пречупване на течности с помощта на RL рефрактометър се основава на явлението пречупване на светлината, преминала през границата между две среди с различни коефициенти на пречупване.
Светлинен лъч (фиг.
4.11) от източник 1 (лампа с нажежаема жичка или дифузна дневна светлина) с помощта на огледало 2 се насочва през прозорец в корпуса на инструмента към двойна призма, състояща се от призми 3 и 4, които са направени от стъкло с индекс на пречупване от 1.540.
Повърхност AA на горната осветителна призма 3 (фиг.
4.12, а) е матова и служи за осветяване на течността с разсеяна светлина, нанесена в тънък слой в междината между призмите 3 и 4. Светлината, разсеяна от матовата повърхност 3, преминава през плоскопаралелен слой на изследваната течност и пада върху диагоналната повърхност на експлозива на долната призма 4 под разн
ъгли i вариращи от нула до 90°.
За да се избегне явлението пълно вътрешно отражение на светлината върху експлозивната повърхност, индексът на пречупване на изследваната течност трябва да бъде по-малък от индекса на пречупване на стъклото на призма 4, т.е.
по-малко от 1540.
Светлинен лъч с ъгъл на падане 90° се нарича плъзгащ се лъч.
Плъзгащият се лъч, пречупен на границата течност-стъкло, ще премине в призма 4 при ограничаващия ъгъл на пречупване rи т.н< 90о.
Пречупването на плъзгащ се лъч в точка D (виж Фигура 4.12, а) се подчинява на закона
nst / nzh \u003d sinipr / sinrpr (4.11)
или nzh = nstsinrpr, (4.12)
тъй като sinipr = 1.
На повърхността BC на призма 4 светлинните лъчи се пречупват и след това
Sini¢pr/sinr¢pr = 1/ nst, (4.13)
r¢pr+i¢pr = i¢pr =a, (4.14)
където a е пречупващият лъч на призмата 4.
Решавайки заедно системата от уравнения (4.12), (4.13), (4.14), можем да получим формула, която свързва индекса на пречупване nzh на изследваната течност с граничния ъгъл на пречупване r'pr на лъча, който излиза от призма 4:
Ако на пътя на лъчите, излизащи от призма 4, се постави зрителна тръба, тогава долната част на зрителното му поле ще бъде осветена, а горната част ще бъде тъмна. Границата между светлите и тъмните полета се образува от лъчи с граничен ъгъл на пречупване r¢pr. В тази система няма лъчи с ъгъл на пречупване, по-малък от r¢pr (фиг.
Стойността на r¢pr, следователно, и позицията на границата на chiaroscuro зависят само от индекса на пречупване nzh на изследваната течност, тъй като nst и a са постоянни стойности в това устройство.
Познавайки nst, a и r¢pr, е възможно да се изчисли nzh по формула (4.15). На практика формулата (4.15) се използва за калибриране на скалата на рефрактометъра.
По скала 9 (вж
ориз. 4.11), стойностите на индекса на пречупване за ld = 5893 Å са нанесени отляво. Пред окуляра 10 - 11 има табелка 8 с маркировка (--).
Чрез преместване на окуляра заедно с пластина 8 по скалата е възможно да се постигне изравняване на маркировката с разделителната линия между тъмното и светлото зрително поле.
Разделянето на градуираната скала 9, съвпадащо с маркировката, дава стойността на индекса на пречупване nzh на изследваната течност. Обектив 6 и окуляр 10-11 образуват телескоп.
Ротационната призма 7 променя хода на лъча, насочвайки го в окуляра.
Поради дисперсията на стъклото и изследваната течност, вместо ясна разделителна линия между тъмни и светли полета, при наблюдение в бяла светлина се получава преливаща се ивица. За да се елиминира този ефект, компенсаторът на дисперсията 5 е монтиран пред лещата на телескопа. Основната част на компенсатора е призма, която е слепена от три призми и може да се върти спрямо оста на телескопа.
Ъглите на пречупване на призмата и техния материал са избрани така, че жълтата светлина с дължина на вълната ld = 5893 Å преминава през тях без пречупване. Ако на пътя на цветните лъчи се монтира компенсаторна призма, така че нейната дисперсия да е равна по величина, но противоположна по знак на дисперсията на измервателната призма и течността, тогава общата дисперсия ще бъде равна на нула. В този случай лъчът от светлинни лъчи ще се събере в бял лъч, чиято посока съвпада с посоката на ограничаващия жълт лъч.
По този начин, когато компенсаторната призма се върти, цветът на цветния нюанс се елиминира. Заедно с призмата 5 дисперсионният крайник 12 се върти спрямо неподвижния показалец (виж фиг. 4.10). Ъгълът на въртене Z на крайника позволява да се прецени стойността на средната дисперсия на изследваната течност.
Скалата на циферблата трябва да е градуирана. Графикът е приложен към инсталацията.
Работен ред
1. Повдигнете призмата 3, поставете 2-3 капки от тестовата течност върху повърхността на призмата 4 и спуснете призмата 3 (виж Фиг. 4.10).
3. Използвайки окулярно насочване, постигнете рязко изображение на скалата и интерфейса между зрителните полета.
4. Завъртайки дръжката 12 на компенсатора 5, унищожете цветното оцветяване на интерфейса между зрителните полета.
Придвижвайки окуляра по скалата, подравнете знака (—-) с границата на тъмните и светлите полета и запишете стойността на индекса на течността.
6. Проучете предложения набор от течности и оценете грешката на измерване.
7. След всяко измерване избършете повърхността на призмите с филтърна хартия, напоена с дестилирана вода.
тестови въпроси
Опция 1
Определете абсолютния и относителен индекс на пречупване на среда.
2. Начертайте пътя на лъчите през интерфейса на две среди (n2> n1 и n2< n1).
3. Получете връзка, която свързва индекса на пречупване n с дебелината d и видимата дебелина d¢ на плочата.
4. Задача.Граничният ъгъл на пълно вътрешно отражение за дадено вещество е 30°.
Намерете индекса на пречупване на това вещество.
Отговор: n=2.
Вариант 2
1. Какво представлява явлението пълно вътрешно отражение?
2. Опишете устройството и принципа на работа на рефрактометъра RL-2.
3. Обяснете ролята на компенсатора в рефрактометъра.
4. Задача. Електрическа крушка се спуска от центъра на кръгъл сал на дълбочина 10 m. Намерете минималния радиус на сала, докато нито един лъч от електрическата крушка не трябва да достига повърхността.
Отговор: R = 11,3 m.
ИНДЕКС НА ПРЕКРЪПЛЕНИЕ, или КОЕФИЦИЕНТ НА ПРЕКРЪПЛЕНИЕ, е абстрактно число, характеризиращо силата на пречупване на прозрачна среда. Коефициентът на пречупване е означен латиницаπ и се определя като съотношението на синуса на ъгъла на падане към синуса на ъгъла на пречупване на лъч, влизащ от празно пространство в дадена прозрачна среда:
n = sin α/sin β = const или като съотношението на скоростта на светлината в празно пространство към скоростта на светлината в дадена прозрачна среда: n = c/νλ от празното пространство към дадената прозрачна среда.
Коефициентът на пречупване се счита за мярка за оптичната плътност на средата
Определеният по този начин показател на пречупване се нарича абсолютен показател на пречупване, за разлика от относителния показател на пречупване.
д. показва колко пъти се забавя скоростта на разпространение на светлината, когато нейният индекс на пречупване преминава, което се определя от съотношението на синуса на ъгъла на падане към синуса на ъгъла на пречупване, когато лъчът преминава от среда от един плътност към среда с друга плътност. Относителният показател на пречупване е равен на отношението на абсолютните показатели на пречупване: n = n2/n1, където n1 и n2 са абсолютните показатели на пречупване на първата и втората среда.
Абсолютният индекс на пречупване на всички тела - твърди, течни и газообразни - е по-голям от единица и варира от 1 до 2, като само в редки случаи надвишава стойността 2.
Коефициентът на пречупване зависи както от свойствата на средата, така и от дължината на вълната на светлината и нараства с намаляване на дължината на вълната.
Следователно на буквата p се присвоява индекс, който показва към коя дължина на вълната се отнася индикаторът.
ИНДЕКС НА ПРЕКРЪПЛЕНИЕ
Например за стъкло TF-1 коефициентът на пречупване в червената част на спектъра е nC=1.64210, а във виолетовата част nG’=1.67298.
Показатели на пречупване на някои прозрачни тела
Въздух - 1.000292
Вода - 1,334
Етер - 1,358
Етилов алкохол - 1.363
Глицерин - 1, 473
Органично стъкло (плексиглас) - 1, 49
Бензол - 1,503
(Крон стъкло - 1.5163
Ела (канадска), балсам 1.54
Тежко коронно стъкло - 1, 61 26
Кремено стъкло - 1.6164
Въглероден дисулфид - 1,629
Стъклен тежък кремък - 1, 64 75
Монобромнафталин - 1,66
Стъклото е най-тежкият кремък - 1,92
Диамант - 2.42
Разликата в индекса на пречупване за различните части на спектъра е причина за хроматизма, т.е.
разлагане на бялата светлина при преминаването й през пречупващи части – лещи, призми и др.
Лаборатория #41
Определяне на коефициента на пречупване на течности с помощта на рефрактометър
Целта на работата: определяне на коефициента на пречупване на течности чрез метода на пълно вътрешно отражение с помощта на рефрактометър IRF-454B; изследване на зависимостта на коефициента на пречупване на разтвора от неговата концентрация.
Описание на инсталацията
Когато немонохроматичната светлина се пречупва, тя се разлага на съставни цветове в спектър.
Това явление се дължи на зависимостта на коефициента на пречупване на дадено вещество от честотата (дължината на вълната) на светлината и се нарича светлинна дисперсия.
Обичайно е да се характеризира силата на пречупване на среда чрез индекса на пречупване при дължина на вълната λ \u003d 589,3 nm (средна стойност на дължините на вълните на две близки жълти линии в спектъра на натриевите пари).
60. Какви методи за определяне на концентрацията на веществата в разтвора се използват в атомно-абсорбционния анализ?
Този индекс на пречупване се обозначава нд.
Мярката за дисперсия е средната дисперсия, дефинирана като разликата ( нЕ-н° С), където нЕе индексът на пречупване на вещество при дължина на вълната λ = 486,1 nm (синя линия във водородния спектър), н° Се индексът на пречупване на веществото λ - 656,3 nm (червена линия в спектъра на водорода).
Пречупването на веществото се характеризира със стойността на относителната дисперсия: 
Наръчниците обикновено дават реципрочната стойност на относителната дисперсия, т.е.
д. 
,където 
е коефициентът на дисперсия или числото на Абе.
Апаратът за определяне на индекса на пречупване на течности се състои от рефрактометър IRF-454Bс границите на измерване на индикатора; пречупване ндв диапазона от 1,2 до 1,7; тестова течност, кърпички за избърсване на повърхностите на призми.
Рефрактометър IRF-454Bе тестов уред, предназначен за директно измерване на индекса на пречупване на течности, както и за определяне на средната дисперсия на течности в лаборатория.
Принципът на работа на устройството IRF-454Bвъз основа на явлението пълно вътрешно отражение на светлината.
Принципната схема на устройството е показана на фиг. един.
Изследваната течност се поставя между двете стени на призма 1 и 2. Призма 2 с добре полирано лице ABсе измерва, а призма 1 има матово лице НО1 AT1 - осветление. Лъчите от светлинен източник падат върху ръба НО1 ОТ1 , пречупват се, падат върху матова повърхност НО1 AT1 и разпръснати от тази повърхност.
След това преминават през слоя на изследваната течност и падат на повърхността. ABпризми 2.
|
|
Според закона за пречупването 
, където 
и 
са ъглите на пречупване на лъчите съответно в течността и призмата.
Тъй като ъгълът на падане се увеличава ъгъл на пречупване също нараства и достига максималната си стойност 
, кога 
, T.
д. когато лъч в течност се плъзга по повърхност AB. Следователно, 
. По този начин лъчите, излизащи от призмата 2, са ограничени до определен ъгъл 
.
Лъчите, идващи от течността в призмата 2 под големи ъгли, претърпяват пълно вътрешно отражение на интерфейса ABи не минават през призма.
Разглежданото устройство се използва за изследване на течности, индекс на пречупване 
което е по-малко от индекса на пречупване 
призма 2, следователно лъчите от всички посоки, пречупени на границата на течността и стъклото, ще влязат в призмата.
Очевидно частта от призмата, съответстваща на непреминаващите лъчи, ще бъде затъмнена. В телескоп 4, разположен по пътя на лъчите, излизащи от призмата, може да се наблюдава разделянето на зрителното поле на светла и тъмна част.
Чрез завъртане на системата от призми 1-2 границата между светлите и тъмните полета се съчетава с кръста на резбите на окуляра на телескопа. Системата от призми 1-2 е свързана със скала, която е калибрирана по стойности на индекса на пречупване.
Скалата се намира в долната част на зрителното поле на тръбата и, когато участъкът на зрителното поле се комбинира с кръста на нишките, дава съответната стойност на индекса на пречупване на течността .
Поради дисперсията интерфейсът на зрителното поле в бяла светлина ще бъде оцветен. За премахване на оцветяването, както и за определяне на средната дисперсия на тестваното вещество се използва компенсатор 3, състоящ се от две системи от залепени призми за директно виждане (призми на Amici).
Призмите могат да се въртят едновременно в различни посоки с помощта на прецизно ротационно механично устройство, като по този начин променят присъщата дисперсия на компенсатора и елиминират оцветяването на зрителното поле, наблюдавано през оптичната система 4. Барабан със скала е свързан към компенсатора , който определя параметъра на дисперсията, който позволява изчисляване на средната дисперсия на веществата.
Работен ред
Регулирайте устройството така, че светлината от източника (лампа с нажежаема жичка) да навлиза в осветителната призма и да осветява равномерно зрителното поле.
2. Отворете измервателната призма.
Нанесете няколко капки вода върху повърхността й със стъклена пръчка и внимателно затворете призмата. Празнината между призмите трябва да бъде равномерно запълнена с тънък слой вода (обърнете специално внимание на това).
С помощта на винта на устройството със скала елиминирайте оцветяването на зрителното поле и получете рязка граница между светлина и сянка. Подравнете го с помощта на друг винт с референтния кръст на окуляра на устройството. Определете индекса на пречупване на водата по скалата на окуляра с точност до хилядна.
Сравнете получените резултати с референтни данни за вода. Ако разликата между измерения и табличния индекс на пречупване не надвишава ± 0,001, тогава измерването е извършено правилно.
Упражнение 1
1. Пригответе разтвор трапезна сол (NaCl) с концентрация, близка до границата на разтворимост (например C = 200 g/l).
Измерете индекса на пречупване на получения разтвор.
3. Чрез разреждане на разтвора с цяло число пъти се получава зависимостта на индикатора; пречупване от концентрацията на разтвора и попълнете таблицата. един.
маса 1
Упражнение.Как да получите само чрез разреждане концентрацията на разтвора, равна на 3/4 от максималната (първоначалната)?
Начертайте графика на зависимостта n=n(C). По-нататъшната обработка на експерименталните данни трябва да се извърши според указанията на учителя.
Обработка на експериментални данни
а) Графичен метод
От графиката определете наклона AT, които при условията на експеримента ще характеризират разтвореното вещество и разтворителя.
2. Определете концентрацията на разтвора с помощта на графиката NaClдадено от лаборанта.
б) Аналитичен метод
Изчислете чрез най-малки квадрати НО, ATи Сб.
Според намерените стойности НОи ATопределяне на средната стойност 
концентрация на разтвора NaClдадено от лаборанта
тестови въпроси
дисперсия на светлината. Каква е разликата между нормална и необичайна дисперсия?
2. Какво представлява явлението пълно вътрешно отражение?
3. Защо е невъзможно да се измери индексът на пречупване на течност, по-голям от индекса на пречупване на призма, като се използва тази настройка?
4. Защо лицето на призмата НО1 AT1 направи мат?
Деградация, индекс
Психологическа енциклопедия
Начин за оценка на степента на умствена деградация! функции, измерени чрез теста на Wexler-Bellevue. Индексът се основава на наблюдението, че нивото на развитие на някои способности, измерени от теста, намалява с възрастта, докато други не.
Индекс
Психологическа енциклопедия
- указател, регистър на имената, титлите и др. В психологията - цифров показател за количествено определяне, характеризиране на явления.
От какво зависи коефициентът на пречупване на дадено вещество?
Индекс
Психологическа енциклопедия
1. Най-общо значение: всичко, използвано за маркиране, идентифициране или насочване; указания, надписи, знаци или символи. 2. Формула или число, често изразено като фактор, показващо някаква връзка между стойности или измервания, или между...
Общителност, индекс
Психологическа енциклопедия
Характеристика, която изразява общителността на човек. Социограмата, например, дава, наред с други измервания, оценка на общителността на различни членове на група.
Избор, индекс
Психологическа енциклопедия
Формула за оценка на силата на определен тест или тестов елемент при разграничаването на индивидите един от друг.
Надеждност, индекс
Психологическа енциклопедия
Статистика, която осигурява оценка на корелацията между действителните стойности, получени от теста, и теоретично правилните стойности.
Този индекс се дава като стойността на r, където r е изчисленият коефициент на безопасност.
Ефективност на прогнозирането, индекс
Психологическа енциклопедия
Мярка за степента, до която знанието за една променлива може да се използва за правене на прогнози за друга променлива, като се има предвид, че корелацията на тези променливи е известна. Обикновено в символна форма това се изразява като E, индексът е представен като 1 - ((...
Думи, индекс
Психологическа енциклопедия
Общ термин за всяка систематична честота на срещане на думи в писмен и/или говорим език.
Често такива индекси са ограничени до специфични лингвистични области, например учебници за първи клас, взаимодействие родител-дете. Въпреки това, оценките са известни ...
Структури на тялото, индекс
Психологическа енциклопедия
Измерване на тялото, предложено от Eysenck въз основа на съотношението на височината към гръдната обиколка.
Тези в „нормалния“ диапазон бяха наречени мезоморфи, тези в рамките на стандартното отклонение или над средната стойност бяха наречени лептоморфи, а тези в рамките на стандартното отклонение или...
КЪМ ЛЕКЦИЯ №24
"ИНСТРУМЕНТАЛНИ МЕТОДИ ЗА АНАЛИЗ"
РЕФРАКТОМЕТРИЯ.
Литература:
1. В.Д. Пономарев "Аналитична химия" 1983 246-251
2. А.А. Ishchenko "Аналитична химия" 2004 стр. 181-184
РЕФРАКТОМЕТРИЯ.
Рефрактометрията е един от най-простите физически методи за анализ на цена минимално количествоаналит и се извършва за много кратко време.
Рефрактометрия- метод, базиран на явлението рефракция или пречупване, т.е.
промяна в посоката на разпространение на светлината при преминаване от една среда в друга.
Пречупването, както и поглъщането на светлината, е следствие от нейното взаимодействие със средата.
Думата рефрактометрия означава измерване пречупване на светлината, което се оценява по стойността на индекса на пречупване.
Стойност на индекса на пречупване нЗависи
1) върху състава на веществата и системите,
2) от при каква концентрация и какви молекули среща светлинният лъч по пътя си, защото
под въздействието на леки молекули различни веществаполяризирани по различен начин. Именно на тази зависимост се основава рефрактометричният метод.
Този метод има редица предимства, в резултат на което е намерил широко приложение както в химичните изследвания, така и в контрола на технологичните процеси.
1) Измерването на показателите на пречупване е много прост процес, който се извършва точно и с минимална инвестиция на време и количество вещество.
2) Обикновено рефрактометрите осигуряват до 10% точност при определяне на индекса на пречупване на светлината и съдържанието на аналита
Методът на рефрактометрията се използва за контрол на автентичността и чистотата, за идентифициране на отделни вещества, за определяне на структурата на органични и неорганични съединения при изследване на разтвори.
Рефрактометрията се използва за определяне на състава на двукомпонентни разтвори и за тройни системи.
Физическа основа на метода
ИНДИКАТОР НА ПРЕРЕФРАКЦИЯ.
Отклонението на светлинния лъч от първоначалната му посока при преминаване от една среда в друга е толкова по-голямо, колкото по-голяма е разликата в скоростите на разпространение на светлината в две
тези среди.
Помислете за пречупването на светлинен лъч на границата на всеки две прозрачни среди I и II (вижте фиг.
Ориз.). Нека се съгласим, че среда II има по-голяма пречупваща сила и следователно, n1и n2- показва пречупването на съответните среди. Ако средата I не е нито вакуум, нито въздух, тогава съотношението sin на ъгъла на падане на светлинния лъч към sin на ъгъла на пречупване ще даде стойността на относителния индекс на пречупване n rel. Стойността на n rel.
Какъв е индексът на пречупване на стъклото? И кога е необходимо да се знае?
може също да се определи като съотношението на индексите на пречупване на разглежданата среда.
nrel. = —— = —
Стойността на коефициента на пречупване зависи от
1) естеството на веществата
Естеството на веществото в този случай се определя от степента на деформируемост на неговите молекули под действието на светлината - степента на поляризуемост.
Колкото по-интензивна е поляризуемостта, толкова по-силно е пречупването на светлината.
2)дължина на вълната на падаща светлина
Измерването на индекса на пречупване се извършва при дължина на светлинната вълна 589,3 nm (линия D на натриевия спектър).
Зависимостта на показателя на пречупване от дължината на вълната на светлината се нарича дисперсия.
Колкото по-къса е дължината на вълната, толкова по-голямо е пречупването. Следователно лъчите с различна дължина на вълната се пречупват по различен начин.
3)температура при което се извършва измерването. Предпоставка за определяне на индекса на пречупване е спазването на температурния режим. Обикновено определянето се извършва при 20±0.30C.
С повишаване на температурата индексът на пречупване намалява, а с понижаване на температурата се увеличава..
Температурната корекция се изчислява по следната формула:
nt=n20+ (20-t) 0,0002, където
nt-чао индекс на пречупване при дадена температура,
n20 - показател на пречупване при 200С
Влиянието на температурата върху стойностите на индексите на пречупване на газове и течности е свързано със стойностите на техните коефициенти на обемно разширение.
Обемът на всички газове и течности се увеличава при нагряване, плътността намалява и следователно индикаторът намалява
Индексът на пречупване, измерен при 200C и дължина на светлинната вълна от 589,3 nm, е показан от индекса nD20
Зависимостта на коефициента на пречупване на хомогенна двукомпонентна система от нейното състояние се установява експериментално чрез определяне на коефициента на пречупване за редица стандартни системи (например разтвори), съдържанието на компонентите в които е известно.
4) концентрацията на вещество в разтвор.
За много водни разтвори на вещества показателите на пречупване при различни концентрации и температури са надеждно измерени и в тези случаи могат да се използват референтни данни. рефрактометрични таблици.
Практиката показва, че когато съдържанието на разтвореното вещество не надвишава 10-20%, наред с графичния метод в много случаи е възможно да се използва линейно уравнениеТип:
n=не+FC,
н-индекс на пречупване на разтвора,
нее индексът на пречупване на чистия разтворител,
° С— концентрация на разтвореното вещество, %
Е-емпиричен коефициент, чиято стойност се намира
чрез определяне на показателите на пречупване на разтвори с известна концентрация.
РЕФРАКТОМЕТРИ.
Рефрактометрите са устройства, използвани за измерване на индекса на пречупване.
Има 2 вида от тези инструменти: рефрактометър тип Abbe и тип Pulfrich. Както в тези, така и в други, измерванията се основават на определяне на големината на граничния ъгъл на пречупване. На практика се използват рефрактометри от различни системи: лабораторни RL, универсални RLU и др.
Коефициентът на пречупване на дестилирана вода n0 = 1,33299, на практика този показател се приема като референтен като n0 =1,333.
Принципът на работа на рефрактометрите се основава на определянето на индекса на пречупване по метода на граничния ъгъл (ъгълът на пълно отражение на светлината).
Ръчен рефрактометър
Рефрактометър Abbe
Ъгъл на падане - ъгъла между посоката на падащия лъч и перпендикуляра към интерфейса между две среди, реконструиран в точката на падане.
Ъгъл на отражение - ъгъл β между този перпендикуляр и посоката на отразения лъч.
Закони за отразяване на светлината:
1. Падащият лъч, перпендикулярен на границата между две среди в точката на падане, и отразеният лъч лежат в една и съща равнина.
2. Ъгъл на отражение равен на ъгълападане.
пречупване на светлината наречена промяна в посоката на светлинните лъчи, когато светлината преминава от една прозрачна среда в друга.
Ъгъл на пречупване - ъгълb между същия перпендикуляр и посоката на пречупения лъч.
Скоростта на светлината във вакуум с \u003d 3 * 10 8 m / s
Скоростта на светлината в среда V< ° С
Абсолютен показател на пречупване на средатапоказва колко пъти скоростта на светлинатаv в тази среда е по-малка от скоростта на светлината свъв вакуум.
Абсолютен показател на пречупване на първата среда
Абсолютен показател на пречупване на втората среда
Абсолютен коефициент на пречупване за вакуум е равно на 1
Скоростта на светлината във въздуха се различава много малко от стойността с,Ето защо
Абсолютен индекс на пречупване на въздуха ще приемем, че е равно на 1
Относителен индекс на пречупване показва колко пъти се променя скоростта на светлината, когато лъчът преминава от първата среда към втората.
където V 1 и V 2 са скоростите на разпространение на светлината в първата и втората среда.
Като се вземе предвид коефициентът на пречупване, законът за пречупване на светлината може да бъде написан като
където n 21 – относителен индекс на пречупване втората среда спрямо първата;
n 2 и n 1– абсолютни показатели на пречупване съответно втора и първа среда
Коефициентът на пречупване на средата спрямо въздуха (вакуум) може да се намери в таблица 12 (книгата с проблеми на Римкевич). Стойностите са дадени за случая падането на светлина от въздуха в средата.
Например,намираме в таблицата индекса на пречупване на диаманта n = 2,42.
Това е индексът на пречупване диамант срещу въздуха(вакуум), т.е. за абсолютни индекси на пречупване:
За обратната посока на светлинните лъчи са валидни законите за отражение и пречупване.
От два прозрачни носителя оптически по-малко плътенНаречен среда с по-висока скорост на светлината или с по-нисък индекс на пречупване.
При попадане в оптически по-плътна среда
ъгъл на пречупване по-малко от ъгъла на падане.
При попадане в оптически по-малко плътна среда
ъгъл на пречупване повече ъгъл на падане
Пълно вътрешно отражение
Ако светлинните лъчи от оптично по-плътна среда 1 паднат върху интерфейса с оптично по-малко плътна среда 2 ( n 1 > n 2), тогава ъгълът на падане е по-малък от ъгъла на пречупванеа < b . С увеличаване на ъгъла на падане човек може да се доближи до неговата стойностa pr , когато пречупеният лъч се плъзга по границата между две среди и не попада във втората среда,
Ъгъл на пречупване b= 90°, докато цялата светлинна енергия се отразява от интерфейса.
Граничният ъгъл на пълно вътрешно отражение a pr е ъгълът, под който пречупен лъч се плъзга по повърхността на две среди,
При преминаване от оптично по-малко плътна среда към по-плътна среда пълното вътрешно отражение е невъзможно.
