Santykinis oro lūžio rodiklis. Nuo ko priklauso medžiagos lūžio rodiklis? Svarbus parametras skirtingiems objektams

1 lentelė. Kristalų lūžio rodikliai.

lūžio rodiklis kai kurie kristalai 18 ° C temperatūroje matomos spektro dalies spinduliams, kurių bangos ilgiai atitinka tam tikras spektro linijas. Nurodomi elementai, kuriems priklauso šios eilutės; apytikslės šių linijų bangų ilgių λ reikšmės taip pat nurodytos angstremo vienetais

λ (Å)	Kalkių špagatas		Fluoras	Akmens druska	Silvinas
	com. l.	nepaprastas l.
6708 (Li, kr. l.)	1,6537	1,4843	1,4323	1,5400	1,4866
6563 (N, kr. l.)	1,6544	1,4846	1,4325	1,5407	1,4872
6438 (Cd, kr. l.)	1,6550	1,4847	1,4327	1,5412	1,4877
5893 (Na, fl.)	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

2 lentelė. Optinių stiklų lūžio rodikliai.

C, D ir F linijos, kurių bangos ilgiai yra maždaug vienodi: 0,6563 μ (μm), 0,5893 μ ir 0,4861 μ.

Optiniai akiniai	Paskyrimas	n C	n D	nF
Borosilikatinis vainikas	516/641	1,5139	1,5163	1,5220
Cron	518/589	1,5155	1,5181	1,5243
Lengvas titnagas	548/459	1,5445	1,5480	1,5565
barito karūna	659/560	1,5658	1,5688	1,5759
- || -	572/576	1,5697	1,5726	1,5796
Lengvas titnagas	575/413	1,5709	1,5749	1,5848
Barito šviesus titnagas	579/539	1,5763	1,5795	1,5871
sunkios kronos	589/612	1,5862	1,5891	1,5959
- || -	612/586	1,6095	1,6126	1,6200
titnagas	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
Sunkusis Barito titnagas	626/391	1,6213	1,6259	1,6379
sunkus titnagas	647/339	1,6421	1,6475	1,6612
- || -	672/322	1,6666	1,6725	1,6874
- || -	755/275	1,7473	1,7550	1,7747

3 lentelė. Kvarco lūžio rodikliai matomoje spektro dalyje

Nuorodų lentelėje pateikiamos reikšmės lūžio rodiklisįprasti spinduliai ( n 0) ir nepaprastas ( ne) spektro diapazonui maždaug nuo 0,4 iki 0,70 μ.

λ (μ)	n 0	ne	Lydytas kvarcas
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

4 lentelė. Skysčių lūžio rodikliai.

Lentelėje pateikiamos lūžio rodiklių reikšmės n skysčiai pluoštui, kurio bangos ilgis maždaug lygus 0,5893 μ (geltona natrio linija); skysčio temperatūra, kurioje buvo atlikti matavimai n, yra nurodyta.

Skystis	t (°C)	n
alilo alkoholis	20	1,41345
Amilo alkoholis (N.)	13	1,414
Anizolis	22	1,5150
Anilinas	20	1,5863
Acetaldehidas	20	1,3316
Acetonas	19,4	1,35886
Benzenas	20	1,50112
Bromoformas	19	1,5980
Butilo alkoholis (n.)	20	1,39931
Glicerolis	20	1,4730
Diacetilas	18	1,39331
Ksilenas (meta)	20	1,49722
Ksilenas (orto-)	20	1,50545
Ksilenas (para-)	20	1,49582
metileno chloridas	24	1,4237
Metilo alkoholis	14,5	1,33118
Skruzdžių rūgštis	20	1,37137
Nitrobenzenas	20	1,55291
Nitrotoluenas (orto-)	20,4	1,54739
Paraldehidas	20	1,40486
Pentanas (normalus)	20	1,3575
Pentanas (izo-)	20	1,3537
Propilo alkoholis (normalus)	20	1,38543
anglies disulfidas	18	1,62950
Toluenas	20	1,49693
Furfuralas	20	1,52608
Chlorobenzenas	20	1,52479
Chloroformas	18	1,44643
Chloropikrinas	23	1,46075
anglies tetrachloridas	15	1,46305
Etilo bromidas	20	1,42386
Etilo jodidas	20	1,5168
etilo acetatas	18	1,37216
Etilbenzenas	20	1.4959
Etileno bromidas	20	1,53789
Etanolis	18,2	1,36242
Etilo eteris	20	1,3538

5 lentelė. Vandeninių cukraus tirpalų lūžio rodikliai.

Žemiau esančioje lentelėje pateikiamos vertės lūžio rodiklis n vandeniniai tirpalai cukraus (20 ° C temperatūroje), priklausomai nuo koncentracijos Su sprendimas ( Su rodomas cukraus masės procentas tirpale).

Su (%)	n	Su (%)	n
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

6 lentelė. Vandens lūžio rodikliai

Lentelėje pateikiamos lūžio rodiklių reikšmės n vanduo, kurio temperatūra 20 ° C, bangų ilgių diapazone nuo maždaug 0,3 iki 1 μ.

λ (μ)	n	λ (μ)	n	λ(c)	n
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

7 lentelė. Dujų lūžio rodiklių lentelė

Lentelėje pateiktos dujų lūžio rodiklių n reikšmės normaliomis sąlygomis D linijai, kurios bangos ilgis yra maždaug lygus 0,5893 μ.

Dujos	n
Azotas	1,000298
Amoniakas	1,000379
Argonas	1,000281
Vandenilis	1,000132
Oras	1,000292
Gelinas	1,000035
Deguonis	1,000271
Neoninis	1,000067
Smalkės	1,000334
Sieros dioksidas	1,000686
Vandenilio sulfidas	1,000641
Anglies dvideginis	1,000451
Chloras	1,000768
Etilenas	1,000719
vandens garai	1,000255

Informacijos šaltinis: TRUMPAS FIZINIS IR TECHNINIS VADOVAS / 1 tomas, - M .: 1960 m.

Refrakcija vadinamas tam tikru abstrakčiu skaičiumi, apibūdinančiu bet kurios skaidrios terpės lūžio galią. Įprasta jį žymėti n. Yra absoliutus lūžio rodiklis ir santykinis koeficientas.

Pirmasis apskaičiuojamas naudojant vieną iš dviejų formulių:

n = sin α / sin β = const (kur sin α yra kritimo kampo sinusas, o sin β yra šviesos pluošto, patenkančio į nagrinėjamą terpę iš tuštumos, sinusas)

n = c / υ λ (kur c – šviesos greitis vakuume, υ λ – šviesos greitis tiriamoje terpėje).

Čia skaičiavimas parodo, kiek kartų šviesa keičia savo sklidimo greitį perėjimo iš vakuumo į skaidrią terpę momentu. Tokiu būdu nustatomas lūžio rodiklis (absoliutus). Norėdami sužinoti giminaitį, naudokite formulę:

Tai yra, atsižvelgiama į skirtingo tankio medžiagų, tokių kaip oras ir stiklas, absoliučiuosius lūžio rodiklius.

Paprastai tariant, bet kokių kūnų, tiek dujinių, tiek skystų ar kietų, absoliutieji koeficientai visada yra didesni už 1. Iš esmės jų reikšmės svyruoja nuo 1 iki 2. Virš 2 ši vertė gali būti tik išimtiniais atvejais. Šio parametro reikšmė kai kurioms aplinkoms:

Ši vertė, taikoma kiečiausiai natūraliai planetos medžiagai deimantui, yra 2,42. Labai dažnai atliekant mokslinius tyrimus ir pan., reikalaujama žinoti vandens lūžio rodiklį. Šis parametras yra 1,334.

Kadangi bangos ilgis yra indikatorius, žinoma, ne pastovus, raidei n priskiriamas indeksas. Jo reikšmė padeda suprasti, kuriai spektro bangai šis koeficientas priklauso. Kalbant apie tą pačią medžiagą, bet didėjant šviesos bangos ilgiui, lūžio rodiklis sumažės. Ši aplinkybė sukėlė šviesos skaidymąsi į spektrą, kai praeina pro objektyvą, prizmę ir kt.

Pagal lūžio rodiklio reikšmę galite nustatyti, pavyzdžiui, kiek vienos medžiagos yra ištirpusios kitoje. Tai naudinga, pavyzdžiui, gaminant alų arba kai reikia žinoti cukraus, vaisių ar uogų koncentraciją sultyse. Šis rodiklis svarbus ir nustatant naftos produktų kokybę, o papuošaluose, kai reikia įrodyti akmens autentiškumą ir pan.

Nenaudojant jokios medžiagos, instrumento okuliare matoma skalė bus visiškai mėlyna. Jei nuleisite įprastą distiliuotą vandenį ant prizmės, tinkamai sukalibruodami instrumentą, mėlynos ir baltos spalvos kraštas eis griežtai išilgai nulio ženklo. Tiriant kitą medžiagą, ji pasislinks pagal skalę pagal jos lūžio rodiklį.

Šviesos refrakcija- reiškinys, kai šviesos spindulys, pereinantis iš vienos terpės į kitą, keičia kryptį ties šių terpių riba.

Šviesos lūžimas vyksta pagal šį dėsnį:
Kritantys ir lūžę spinduliai bei statmuo, nubrėžtas į sąsają tarp dviejų terpių pluošto kritimo taške, yra toje pačioje plokštumoje. Kritimo kampo sinuso ir lūžio kampo sinuso santykis yra pastovi dviejų terpių vertė:
,
kur α - kritimo kampas,
β - lūžio kampas
n - pastovi vertė, nepriklausoma nuo kritimo kampo.

Pasikeitus kritimo kampui, keičiasi ir lūžio kampas. Kuo didesnis kritimo kampas, tuo didesnis lūžio kampas.
Jei šviesa iš optiškai mažiau tankios terpės pereina į tankesnę, tada lūžio kampas visada yra mažesnis už kritimo kampą: β < α.
Šviesos spindulys, nukreiptas statmenai sąsajai tarp dviejų terpių, pereina iš vienos terpės į kitą nesulaužant.

absoliutus medžiagos lūžio rodiklis- reikšmė, lygi šviesos fazių greičių (elektromagnetinių bangų) santykiui vakuume ir tam tikroje terpėje n=c/v
Reikšmė n, įtraukta į lūžio dėsnį, vadinama santykiniu lūžio rodikliu terpių porai.

Reikšmė n yra santykinis terpės B lūžio rodiklis terpės A atžvilgiu, o n" = 1/n yra santykinis A terpės lūžio rodiklis terpės B atžvilgiu.
Ši vertė, ceteris paribus, yra didesnė už vienetą, kai spindulys pereina iš tankesnės terpės į mažiau tankią terpę, ir mažesnė už vienetą, kai pluoštas pereina iš mažiau tankios terpės į tankesnę terpę (pavyzdžiui, iš dujų arba iš vakuuminiu būdu į skystą arba kietą medžiagą). Yra šios taisyklės išimčių, todėl įprasta terpę optiškai vadinti daugiau ar mažiau tankia už kitą.
Iš beorės erdvės į vienos terpės B paviršių krintantis spindulys lūžta stipriau nei krintant ant jo iš kitos terpės A; Spindulio, patenkančio į terpę iš beorės erdvės, lūžio rodiklis vadinamas absoliučiu jo lūžio rodikliu.

(Absoliutus – vakuumo atžvilgiu.
Santykinis - palyginti su bet kokia kita medžiaga (pavyzdžiui, tuo pačiu oru).
Santykinis dviejų medžiagų indeksas yra jų santykis absoliutūs rodikliai.)

Visiškas vidinis atspindys- vidinis atspindys, jei kritimo kampas viršija tam tikrą kritinį kampą. Tokiu atveju krintanti banga visiškai atsispindi, o atspindžio koeficiento vertė viršija didžiausias poliruotų paviršių vertes. Visiško vidinio atspindžio atspindžio koeficientas nepriklauso nuo bangos ilgio.

Optikoje šis reiškinys stebimas plačiame diapazone elektromagnetinė radiacija, įskaitant rentgeno spindulių diapazoną.

AT geometrinė optika Reiškinys paaiškinamas Snello dėsniu. Atsižvelgiant į tai, kad lūžio kampas negali viršyti 90°, gauname, kad esant kritimo kampui, kurio sinusas yra didesnis už mažesnio lūžio rodiklio ir didesnio rodiklio santykį, elektromagnetinė banga turi visiškai atsispindėti pirmoje terpėje.

Remiantis reiškinio bangų teorija, elektromagnetinė banga vis dėlto prasiskverbia į antrąją terpę - ten sklinda vadinamoji „nevienodoji banga“, kuri eksponentiškai nyksta ir kartu su savimi neišneša energijos. Būdingas nehomogeniškos bangos įsiskverbimo į antrąją terpę gylis yra bangos ilgio eilės.

Šviesos lūžio dėsniai.

Iš viso to, kas pasakyta, darome išvadas:
1 . Dviejų skirtingo optinio tankio terpių sąsajoje šviesos spindulys keičia kryptį, kai pereina iš vienos terpės į kitą.
2. Šviesos pluoštui pereinant į didesnio optinio tankio terpę, lūžio kampas yra mažesnis už kritimo kampą; kai šviesos spindulys pereina iš optiškai tankesnės terpės į mažiau tankią terpę, lūžio kampas yra didesnis už kritimo kampą.
Šviesos lūžimą lydi atspindys, o padidėjus kritimo kampui, atsispindėjusio pluošto ryškumas didėja, o lūžusio silpnėja. Tai galima pamatyti atlikus eksperimentą, parodytą paveikslėlyje. Vadinasi, atspindėtas spindulys neša su savimi kuo daugiau šviesos energijos, tuo didesnis kritimo kampas.

Leisti MN- sąsaja tarp dviejų skaidrių terpių, pavyzdžiui, oro ir vandens, UAB- krintanti sija OV- lūžęs pluoštas, - kritimo kampas, - lūžio kampas, - šviesos sklidimo greitis pirmoje terpėje, - šviesos sklidimo greitis antroje terpėje.

Pereikime prie išsamesnio lūžio rodiklio, kurį mes įvedėme § 81 formuluodami lūžio dėsnį, svarstymą.

Lūžio rodiklis priklauso nuo optinių savybių ir terpės, iš kurios spindulys krinta, ir nuo terpės, į kurią jis prasiskverbia. Lūžio rodiklis, gaunamas, kai šviesa iš vakuumo patenka į terpę, vadinamas absoliučiu šios terpės lūžio rodikliu.

Ryžiai. 184. Dviejų terpių santykinis lūžio rodiklis:

Tegul pirmosios terpės absoliutus lūžio rodiklis yra, o antrosios terpės - . Atsižvelgdami į lūžį ties pirmosios ir antrosios terpės riba, įsitikiname, kad lūžio rodiklis pereinant iš pirmosios terpės į antrąją, vadinamasis santykinis lūžio rodiklis, yra lygus absoliučių lūžio rodiklių santykiui. antroji ir pirmoji laikmena:

(184 pav.). Priešingai, pereinant iš antrosios terpės į pirmąją, turime santykinį lūžio rodiklį

Nustatytas ryšys tarp santykinio dviejų terpių lūžio rodiklio ir jų absoliučių lūžio rodiklių taip pat gali būti išvestas teoriškai, be naujų eksperimentų, kaip tai galima padaryti su grįžtamumo dėsniu (§82).

Teigiama, kad terpė su didesniu lūžio rodikliu yra optiškai tankesnė. Paprastai matuojamas įvairių terpių lūžio rodiklis oro atžvilgiu. Absoliutus oro lūžio rodiklis yra. Taigi, bet kurios terpės absoliutus lūžio rodiklis yra susietas su jos lūžio rodikliu oro atžvilgiu pagal formulę

6 lentelė. Lūžio rodiklis įvairių medžiagų oro atžvilgiu

Lūžio rodiklis priklauso nuo šviesos bangos ilgio, tai yra nuo jos spalvos. Skirtingos spalvos atitinka skirtingus lūžio rodiklius. Šis reiškinys, vadinamas dispersija, vaidina svarbus vaidmuo optikoje. Šį reiškinį ne kartą nagrinėsime vėlesniuose skyriuose. Lentelėje pateikti duomenys. 6, nurodykite geltoną šviesą.

Įdomu pastebėti, kad atspindžio dėsnį galima formaliai parašyti ta pačia forma kaip ir lūžio dėsnį. Prisiminkite, kad sutarėme visada matuoti kampus nuo statmeno atitinkamam spinduliui. Todėl kritimo kampą ir atspindžio kampą turime laikyti priešingais ženklais, t.y. atspindžio dėsnį galima parašyti kaip

Palyginus (83.4) su lūžio dėsniu, matome, kad atspindžio dėsnį galima laikyti specialiu lūžio dėsnio atveju. Šis formalus atspindžio ir lūžio dėsnių panašumas yra labai naudingas sprendžiant praktines problemas.

Ankstesniame pristatyme lūžio rodiklis turėjo terpės konstantos reikšmę, nepriklausomą nuo per ją praeinančios šviesos intensyvumo. Toks lūžio rodiklio aiškinimas yra gana natūralus, tačiau esant dideliam spinduliavimo intensyvumui, pasiekiamam naudojant šiuolaikinius lazerius, jis nėra pagrįstas. Terpės, per kurią praeina stipri šviesos spinduliuotė, savybės šiuo atveju priklauso nuo jos intensyvumo. Kaip sakoma, terpė tampa nelinijinė. Terpės netiesiškumas ypač pasireiškia tuo, kad didelio intensyvumo šviesos banga keičia lūžio rodiklį. Lūžio rodiklio priklausomybė nuo spinduliuotės intensyvumo turi formą

Čia yra įprastas lūžio rodiklis, a yra netiesinis lūžio rodiklis ir yra proporcingumo koeficientas. Papildomas šios formulės terminas gali būti teigiamas arba neigiamas.

Santykiniai lūžio rodiklio pokyčiai yra palyginti nedideli. At netiesinis lūžio rodiklis. Tačiau pastebimi ir tokie nedideli lūžio rodiklio pokyčiai: jie pasireiškia savotišku šviesos savaiminio fokusavimo reiškiniu.

Apsvarstykite terpę su teigiamu netiesiniu lūžio rodikliu. Šiuo atveju padidinto šviesos intensyvumo sritys yra vienalaikės padidėjusio lūžio rodiklio sritys. Paprastai realiai lazerio spinduliuotė intensyvumo pasiskirstymas per spindulio pluošto skerspjūvį yra netolygus: intensyvumas yra didžiausias išilgai ašies ir palaipsniui mažėja link pluošto kraštų, kaip parodyta Fig. 185 kietosios kreivės. Panašus pasiskirstymas taip pat apibūdina lūžio rodiklio pokytį per ląstelės skerspjūvį su netiesine terpe, kurios ašimi sklinda lazerio spindulys. Lūžio rodiklis, kuris didžiausias išilgai ląstelės ašies, palaipsniui mažėja link jos sienelių (185 pav. brūkšninės kreivės).

Iš lazerio lygiagrečiai ašiai išeinantis spindulių spindulys, patenkantis į kintamo lūžio rodiklio terpę, nukreipiamas ta kryptimi, kur jis didesnis. Todėl padidėjęs intensyvumas šalia OSP ląstelės lemia šviesos spindulių koncentraciją šioje srityje, kuri schematiškai parodyta skerspjūviuose ir 1 pav. 185, ir tai lemia dar didesnį . Galiausiai efektyvusis šviesos pluošto, einančio per netiesinę terpę, skerspjūvis žymiai sumažėja. Šviesa praeina tarsi siauru kanalu su padidintu lūžio rodikliu. Taigi lazerio spindulys susiaurėja, o netiesinė terpė veikia kaip susiliejantis lęšis, veikiant intensyviai spinduliuotei. Šis reiškinys vadinamas fokusavimu į save. Tai galima pastebėti, pavyzdžiui, skystame nitrobenzene.

Ryžiai. 185. Spinduliuotės intensyvumo ir lūžio rodiklio pasiskirstymas per lazerio spindulių pluošto skerspjūvį prie įėjimo į kiuvetę (a), prie įvesties galo (), viduryje (), šalia kiuvetės išėjimo galo ( )

Skaidrių kietųjų medžiagų lūžio rodiklio nustatymas

Ir skysčių

Instrumentai ir priedai: mikroskopas su šviesos filtru, plokštuma lygiagreti plokštė su AB ženklu kryželio pavidalu; refraktometro prekės ženklas "RL"; skysčių rinkinys.

Tikslas: nustatyti stiklo ir skysčių lūžio rodiklius.

Stiklo lūžio rodiklio nustatymas mikroskopu

Nustatyti skaidraus lūžio rodiklį tvirtas kūnas naudojama plokštuma-lygiagreti plokštė iš šios medžiagos su ženklu.

Ženklas susideda iš dviejų vienas kitą statmenų įbrėžimų, iš kurių vienas (A) dedamas ant dugno, o antrasis (B) – ant viršutinio plokštės paviršiaus. Plokštelė apšviečiama monochromatine šviesa ir tiriama mikroskopu. Ant
ryžių. 4.7 pavaizduota tiriamos plokštės pjūvis vertikalia plokštuma.

Spinduliai AD ir AE po lūžio stiklo ir oro sąsajoje eina kryptimis DD1 ir EE1 ir patenka į mikroskopo objektyvą.

Stebėtojas, žiūrintis į plokštę iš viršaus, mato tašką A spindulių DD1 ir EE1 tęsinio sankirtoje, t.y. taške C.

Taigi taškas A taške C esančiam stebėtojui atrodo. Raskime ryšį tarp plokštės medžiagos lūžio rodiklio n, storio d ir tariamojo plokštės storio d1.

4.7 matyti, kad VD \u003d BCtgi, BD \u003d ABtgr, iš kur

tgi/tgr = AB/BC,

čia AB = d yra plokštės storis; BC = d1 tariamasis plokštės storis.

Jei kampai i ir r yra maži, tada

Sini/Sinr = tgi/tgr, (4,5)

tie. Sini/Sinr = d/d1.

Atsižvelgdami į šviesos lūžio dėsnį, gauname

D/d1 matavimas atliekamas naudojant mikroskopą.

Mikroskopo optinė schema susideda iš dviejų sistemų: stebėjimo sistemos, kurią sudaro vamzdyje sumontuotas objektyvas ir okuliaras, bei apšvietimo sistemos, susidedančios iš veidrodžio ir nuimamo šviesos filtro. Vaizdo fokusavimas atliekamas sukant rankenas, esančias abiejose vamzdelio pusėse.

Ant dešinės rankenos ašies yra diskas su galūnių skale.

Rodmenys b ant galūnės, palyginti su fiksuota rodykle, nustato atstumą h nuo objektyvo iki mikroskopo stadijos:

Koeficientas k rodo, į kokį aukštį pasislenka mikroskopo vamzdis, kai rankena pasukama 1°.

Objektyvo skersmuo šioje sąrankoje yra mažas, palyginti su atstumu h, todėl atokiausias spindulys, patenkantis į objektyvą, sudaro nedidelį kampą i su mikroskopo optine ašimi.

Šviesos lūžio kampas r plokštelėje yra mažesnis už kampą i, t.y. taip pat yra mažas, o tai atitinka sąlygą (4.5).

Darbo tvarka

1. Padėkite plokštelę ant mikroskopo scenos taip, kad smūgių A ir B susikirtimo taškas (žr.

Lūžio rodiklis

4.7) buvo regėjimo lauke.

2. Pasukite kėlimo mechanizmo rankeną, kad pakeltumėte vamzdį į aukščiausią padėtį.

3. Žiūrėdami į okuliarą, lėtai nuleiskite mikroskopo vamzdelį, sukdami rankenėlę, kol matymo lauke atsiras aiškus įbrėžimo B vaizdas, uždėtas viršutiniame plokštelės paviršiuje. Užrašykite galūnės indikaciją b1, kuri yra proporcinga atstumui h1 nuo mikroskopo objektyvo iki viršutinio plokštelės krašto: h1 = kb1 (1 pav.).

4. Toliau sklandžiai nuleiskite vamzdelį, kol susidarys aiškus įbrėžimo A vaizdas, kuris atrodo taške C esančiam stebėtojui. Užrašykite naują limbuso rodmenį b2. Atstumas h1 nuo objektyvo iki viršutinio plokštės paviršiaus yra proporcingas b2:
h2 = kb2 (4.8 pav., b).

Atstumai nuo taškų B ir C iki objektyvo yra vienodi, nes stebėtojas juos mato vienodai aiškiai.

Vamzdžio poslinkis h1-h2 lygus tariamam plokštės storiui (1 pav.).

d1 = h1-h2 = (b1-b2)k. (4.8)

5. Išmatuokite plokštelės storį d brūkšnių sankirtoje. Norėdami tai padaryti, po bandymo plokštele 1 (4.9 pav.) padėkite papildomą stiklo plokštelę 2 ir nuleiskite mikroskopo vamzdelį, kol lęšis palies (šiek tiek) bandymo plokštelę. Atkreipkite dėmesį į galūnės indikaciją a1. Nuimkite tiriamą plokštelę ir nuleiskite mikroskopo vamzdelį, kol objektyvas palies plokštelę 2.

Pastabos nuoroda a2.

Tuo pačiu metu mikroskopo objektyvas nukris iki aukščio, lygaus tiriamos plokštelės storiui, t.y.

d = (a1-a2)k. (4.9)

6. Pagal formulę apskaičiuokite plokštės medžiagos lūžio rodiklį

n = d/d1 = (a1-a2)/(b1-b2). (4.10)

7. Pakartokite visus aukščiau nurodytus matavimus 3-5 kartus, apskaičiuokite vidutinę reikšmę n, absoliučiąsias ir santykines paklaidas rn ir rn/n.

Skysčių lūžio rodiklio nustatymas refraktometru

Prietaisai, naudojami lūžio rodikliams nustatyti, vadinami refraktometrais.

Bendras RL refraktometro vaizdas ir optinė schema parodyta fig. 4.10 ir 4.11.

Skysčių lūžio rodiklio matavimas naudojant RL refraktometrą pagrįstas šviesos lūžio reiškiniu, perėjusiu per sąsają tarp dviejų terpių su skirtingais lūžio rodikliais.

Šviesos spindulys (pav.

4.11) iš šaltinio 1 (kaitinamosios lempos arba išsklaidytos dienos šviesos) veidrodžio 2 pagalba pro prietaiso korpuse esantį langą nukreipiama į dvigubą prizmę, susidedančią iš prizmių 3 ir 4, kurios pagamintos iš stiklo su lūžio rodikliu iš 1.540.

Viršutinės apšvietimo prizmės 3 paviršius AA (pav.

4.12, a) yra matinis ir skirtas apšviesti skystį išsklaidyta šviesa, nusėdusia plonu sluoksniu tarpe tarp prizmių 3 ir 4. Matinio paviršiaus 3 išsklaidyta šviesa praeina pro lygiagretų tiriamojo skysčio sluoksnį. ir krenta ant apatinės prizmės sprogmens įstrižainės pusės 4 pagal skirtingus
kampai i svyruoja nuo nulio iki 90°.

Kad būtų išvengta visiško vidinio šviesos atspindžio ant sprogstamojo paviršiaus reiškinio, tiriamojo skysčio lūžio rodiklis turi būti mažesnis už prizmės 4 stiklo lūžio rodiklį, t.y.

mažiau nei 1540.

Šviesos spindulys, kurio kritimo kampas yra 90°, vadinamas slystančiu spinduliu.

Stumdomas pluoštas, lūžęs skysto stiklo sąsajoje, eis į prizmę 4 esant ribiniam lūžio kampui r ir tt< 90о.

Slenkančio pluošto lūžimas taške D (žr. 4.12 pav., a) atitinka dėsnį

nst / nzh \u003d sinipr / sinrpr (4.11)

arba nzh = nstsinrpr, (4.12)

nes sinipr = 1.

4 prizmės paviršiuje BC šviesos spinduliai vėl lūžta ir tada

Sini¢pr/sinr¢pr = 1/nst, (4.13)

r¢pr+i¢pr = i¢pr =a , (4.14)

kur a yra prizmės lūžimo spindulys 4.

Kartu išspręsdami (4.12), (4.13), (4.14) lygčių sistemą, galime gauti formulę, susiejančią tiriamo skysčio lūžio rodiklį nzh su spindulio, išlindusio iš pluošto, ribiniu lūžio kampu r'pr. 4 prizmė:

Jei spindulių, išeinančių iš prizmės 4, kelyje yra taškinis taikiklis, tada apatinė jo matymo lauko dalis bus apšviesta, o viršutinė – tamsi. Sąsają tarp šviesių ir tamsių laukų sudaro spinduliai su ribiniu lūžio kampu r¢pr. Šioje sistemoje nėra spindulių, kurių lūžio kampas mažesnis nei r¢pr (1 ​​pav.).

Taigi r¢pr reikšmė ir chiaroscuro ribos padėtis priklauso tik nuo tiriamo skysčio lūžio rodiklio nzh, nes nst ir a yra pastovios šio prietaiso vertės.

Žinant nst, a ir r¢pr, nzh galima apskaičiuoti naudojant (4.15) formulę. Praktikoje refraktometro skalei kalibruoti naudojama formulė (4.15).

9 skalėje (žr

ryžių. 4.11), lūžio rodiklio reikšmės, kai ld = 5893 Å, pavaizduotos kairėje pusėje. Prieš okuliarą 10 - 11 yra plokštelė 8 su ženklu (--).

Perkeliant okuliarą kartu su plokšte 8 išilgai skalės, galima pasiekti, kad ženklas sulygiuotų su skiriamąja linija tarp tamsaus ir šviesaus matymo laukų.

Graduuotos skalės 9 padalijimas, sutampantis su ženklu, suteikia tiriamo skysčio lūžio rodiklio nzh reikšmę. 6 objektyvas ir okuliaras 10-11 sudaro teleskopą.

Sukamoji prizmė 7 keičia spindulio eigą, nukreipdama jį į okuliarą.

Dėl stiklo ir tiriamo skysčio dispersijos, vietoje aiškios skiriamosios linijos tarp tamsių ir šviesių laukų, stebint baltoje šviesoje, gaunama vaivorykštė juostelė. Siekiant pašalinti šį efektą, dispersijos kompensatorius 5 yra sumontuotas prieš teleskopo objektyvą. Pagrindinė kompensatoriaus dalis – prizmė, suklijuota iš trijų prizmių ir galinti suktis teleskopo ašies atžvilgiu.

Prizmės ir jų medžiagos lūžio kampai parenkami taip, kad geltona šviesa, kurios bangos ilgis ld = 5893 Å praeitų pro juos be lūžio. Jei spalvotų spindulių kelyje įrengiama kompensacinė prizmė taip, kad jos sklaida būtų vienodo dydžio, bet priešinga ženklu matavimo prizmės ir skysčio sklaidai, tada bendra dispersija bus lygi nuliui. Šiuo atveju šviesos spindulių spindulys susiburs į baltą spindulį, kurio kryptis sutampa su ribojančio geltono pluošto kryptimi.

Taigi, kai kompensacinė prizmė sukasi, spalvos atspalvio spalva išnyksta. Kartu su prizme 5 dispersinė atšaka 12 sukasi fiksuotos rodyklės atžvilgiu (žr. 4.10 pav.). Galūnės sukimosi kampas Z leidžia spręsti apie tiriamo skysčio vidutinės dispersijos reikšmę.

Rinkimo skalė turi būti sugraduota. Tvarkaraštis pridedamas prie įrengimo.

Darbo tvarka

1. Pakelkite prizmę 3, užlašinkite 2-3 lašus tiriamojo skysčio ant prizmės 4 paviršiaus ir nuleiskite prizmę 3 (žr. 4.10 pav.).

3. Naudodami okuliarinį taikymą, pasiekite ryškų mastelio vaizdą ir sąsają tarp matymo laukų.

4. Sukdami kompensatoriaus 5 rankenėlę 12, sunaikinkite spalvotą sąsajos tarp regėjimo laukų spalvą.

Judindami okuliarą išilgai skalės, sulygiuokite ženklą (--) su tamsių ir šviesių laukų kraštais ir užrašykite skysčio indekso reikšmę.

6. Ištirti siūlomą skysčių rinkinį ir įvertinti matavimo paklaidą.

7. Po kiekvieno matavimo prizmių paviršių nuvalykite filtravimo popieriumi, suvilgytu distiliuotame vandenyje.

testo klausimai

1 variantas

Apibrėžkite terpės absoliučiuosius ir santykinius lūžio rodiklius.

2. Nubrėžkite spindulių kelią per dviejų laikmenų sąsają (n2> n1 ir n2< n1).

3. Raskite ryšį, susiejantį lūžio rodiklį n su plokštės storiu d ir tariamu storiu d¢.

4. Užduotis. Kai kurios medžiagos bendro vidinio atspindžio ribinis kampas yra 30°.

Raskite šios medžiagos lūžio rodiklį.

Atsakymas: n=2.

2 variantas

1. Koks yra visiško vidinio atspindžio fenomenas?

2. Apibūdinkite refraktometro RL-2 konstrukciją ir veikimo principą.

3. Paaiškinkite kompensatoriaus vaidmenį refraktometre.

4. Užduotis. Iš apvalaus plausto centro į 10 m gylį nuleidžiama lemputė. Raskite mažiausią plausto spindulį, o paviršių neturėtų pasiekti nė vienas lemputės spindulys.

Atsakymas: R = 11,3 m.

LŪŽIO RODIKLIS, arba LŪGIO KOEFICIENTAS, yra abstraktus skaičius, apibūdinantis skaidrios terpės lūžio galią. Žymimas lūžio rodiklis Lotyniška raidėπ ir apibrėžiamas kaip pluošto, patenkančio iš tuštumos į tam tikrą skaidrią terpę, kritimo kampo sinuso ir lūžio kampo sinuso santykis:

n = sin α/sin β = const arba kaip šviesos greičio tuštumoje ir šviesos greičio tam tikroje skaidrioje terpėje santykis: n = c/νλ nuo tuštumos iki nurodytos skaidrios terpės.

Lūžio rodiklis laikomas terpės optinio tankio matu

Tokiu būdu nustatytas lūžio rodiklis vadinamas absoliučiu lūžio rodikliu, priešingai nei santykinis lūžio rodiklis.

e. rodo, kiek kartų sulėtėja šviesos sklidimo greitis, kai praeina jos lūžio rodiklis, kuris nustatomas pagal kritimo kampo sinuso ir lūžio kampo sinuso santykį, kai pluoštas sklinda iš terpės tankį į kito tankio terpę. Santykinis lūžio rodiklis lygus absoliučių lūžio rodiklių santykiui: n = n2/n1, kur n1 ir n2 yra pirmosios ir antrosios terpės absoliutieji lūžio rodikliai.

Visų kūnų – kietųjų, skystųjų ir dujinių – absoliutus lūžio rodiklis yra didesnis už vieną ir svyruoja nuo 1 iki 2, tik retais atvejais viršija 2 reikšmę.

Lūžio rodiklis priklauso tiek nuo terpės savybių, tiek nuo šviesos bangos ilgio ir didėja mažėjant bangos ilgiui.

Todėl raidei p priskiriamas indeksas, nurodantis, į kurį bangos ilgį nurodo indikatorius.

LŪŽIO RODIKLIS

Pavyzdžiui, TF-1 stiklui lūžio rodiklis raudonojoje spektro dalyje yra nC=1,64210, o violetinėje dalyje nG’=1,67298.

Kai kurių skaidrių kūnų lūžio rodikliai

Oras - 1,000292

Vanduo - 1,334

Eteris – 1 358

Etilo alkoholis - 1,363

Glicerinas - 1 473

Organinis stiklas (plexiglass) - 1, 49

benzenas – 1,503

(Karūnos stiklas - 1,5163

Eglė (Kanados), balzamas 1,54

Sunkus vainiko stiklas - 1, 61 26

Titnago stiklas - 1,6164

Anglies disulfidas - 1,629

Stiklas sunkus titnagas - 1, 64 75

Monobromonaftalenas - 1,66

Stiklas yra sunkiausias titnagas – 1,92

Deimantas - 2,42

Skirtingų spektro dalių lūžio rodiklio skirtumas yra chromatizmo priežastis, t.y.

baltos šviesos skilimas, kai ji praeina pro lūžtančias dalis – lęšius, prizmes ir kt.

41 laboratorija

Skysčių lūžio rodiklio nustatymas refraktometru

Darbo tikslas: skysčių lūžio rodiklio nustatymas viso vidinio atspindžio metodu naudojant refraktometrą IRF-454B; tirpalo lūžio rodiklio priklausomybės nuo jo koncentracijos tyrimas.

Diegimo aprašymas

Kai nemonochromatinė šviesa lūžta, ji suskaidoma į komponentines spalvas į spektrą.

Šis reiškinys atsiranda dėl medžiagos lūžio rodiklio priklausomybės nuo šviesos dažnio (bangos ilgio) ir vadinamas šviesos dispersija.

Įprasta terpės lūžio galią apibūdinti lūžio rodikliu esant bangos ilgiui λ \u003d 589,3 nm (dviejų artimų geltonų linijų bangos ilgių vidurkis natrio garų spektre).

60. Kokie medžiagų koncentracijos tirpale nustatymo metodai naudojami atominės absorbcijos analizėje?

Šis lūžio rodiklis yra pažymėtas nD.

Dispersijos matas yra vidutinė dispersija, apibrėžiama kaip skirtumas ( nF-nC), kur nF yra medžiagos lūžio rodiklis esant bangos ilgiui λ = 486,1 nm (mėlyna linija vandenilio spektre), nC yra medžiagos lūžio rodiklis λ - 656,3 nm (raudona linija vandenilio spektre).

Medžiagos refrakcija apibūdinama santykinės dispersijos reikšme:
Vadovuose dažniausiai pateikiamas santykinės sklaidos reciprokas, t.y.

e.
, kur yra dispersijos koeficientas arba Abbe skaičius.

Skysčių lūžio rodiklio nustatymo aparatą sudaro refraktometras IRF-454B su indikatoriaus matavimo ribomis; refrakcija nD intervale nuo 1,2 iki 1,7; bandomasis skystis, servetėlės ​​prizmių paviršiams šluostyti.

Refraktometras IRF-454B yra tyrimo prietaisas, skirtas tiesiogiai matuoti skysčių lūžio rodiklį, taip pat nustatyti vidutinę skysčių dispersiją laboratorijoje.

Prietaiso veikimo principas IRF-454B remiantis visiško vidinio šviesos atspindžio reiškiniu.

Prietaiso schema parodyta fig. vienas.

Tiriamas skystis dedamas tarp dviejų prizmės 1 ir 2 paviršių. Prizmė 2 gerai nupoliruotu paviršiumi. AB yra matuojamas, o prizmė 1 turi matinį paviršių BET1 AT1 - apšvietimas. Šviesos šaltinio spinduliai krenta ant krašto BET1 NUO1 , lūžti, kristi ant matinio paviršiaus BET1 AT1 ir išsibarstę šiuo paviršiumi.

Tada jie praeina per tiriamo skysčio sluoksnį ir krenta ant paviršiaus. AB prizmė 2.

Pagal lūžio dėsnį
, kur
ir yra atitinkamai skysčio ir prizmės spindulių lūžio kampai.

Didėjant kritimo kampui
lūžio kampas taip pat didėja ir pasiekia maksimalią vertę
, kada
, t.

e. kai skystyje esantis spindulys slysta paviršiumi AB. Vadinasi,
. Taigi spinduliai, išeinantys iš prizmės 2, yra apriboti tam tikru kampu
.

Iš skysčio į prizmę 2 dideliais kampais ateinantys spinduliai visiškai atsispindi sąsajoje AB ir nepraeis per prizmę.

Nagrinėjamas prietaisas naudojamas tirti skysčius, lūžio rodiklį kuris yra mažesnis už lūžio rodiklį prizmė 2, todėl į prizmę pateks visų krypčių spinduliai, lūžę ties skysčio ir stiklo riba.

Akivaizdu, kad prizmės dalis, atitinkanti neperduodamus spindulius, bus patamsėjusi. Teleskope 4, esančiame iš prizmės kylančių spindulių kelyje, galima stebėti regėjimo lauko padalijimą į šviesias ir tamsias dalis.

Sukant prizmių sistemą 1-2, riba tarp šviesaus ir tamsaus laukų sujungiama su teleskopo okuliaro gijų kryželiu. Prizmių 1-2 sistema yra susieta su skale, kuri kalibruojama lūžio rodiklio reikšmėmis.

Skalė yra apatinėje vamzdžio matymo lauko dalyje ir, kai matymo lauko dalis yra sujungta su sriegių kryžiumi, suteikia atitinkamą skysčio lūžio rodiklio reikšmę. .

Dėl dispersijos matymo lauko sąsaja baltoje šviesoje bus spalvota. Spalvoms pašalinti, taip pat vidutinei bandomosios medžiagos dispersijai nustatyti naudojamas 3 kompensatorius, susidedantis iš dviejų suklijuotų tiesioginio matymo prizmių (Amici prizmių) sistemų.

Prizmės gali būti sukamos vienu metu skirtingomis kryptimis, naudojant tikslų sukamąjį mechaninį įtaisą, taip pakeičiant kompensatoriaus vidinę sklaidą ir pašalinant per optinę sistemą stebimo matymo lauko spalvinimą 4. Prie kompensatoriaus prijungiamas būgnas su skale. , kuris nustato dispersijos parametrą, leidžiantį apskaičiuoti vidutines dispersines medžiagas.

Darbo tvarka

Sureguliuokite prietaisą taip, kad šviesa iš šaltinio (kaitrinės lempos) patektų į šviečiančiąją prizmę ir tolygiai apšviestų matymo lauką.

2. Atidarykite matavimo prizmę.

Ant jo paviršiaus stikline lazdele užlašinkite kelis lašus vandens ir atsargiai uždarykite prizmę. Tarpas tarp prizmių turi būti tolygiai užpildytas plonu vandens sluoksniu (į tai atkreipkite ypatingą dėmesį).

Naudodami prietaiso varžtą su skale, pašalinkite regėjimo lauko spalvą ir gaukite ryškią ribą tarp šviesos ir šešėlio. Sulygiuokite jį, naudodami kitą varžtą, su prietaiso okuliaro atskaitos kryžiumi. Nustatyti vandens lūžio rodiklį okuliaro skalėje tūkstantosios dalies tikslumu.

Palyginkite gautus rezultatus su pamatiniais vandens duomenimis. Jei skirtumas tarp išmatuoto ir pateikto lentelės lūžio rodiklio neviršija ± 0,001, vadinasi, matavimas atliktas teisingai.

1 pratimas

1. Paruoškite tirpalą Valgomoji druska (NaCl), kurių koncentracija artima tirpumo ribai (pavyzdžiui, C = 200 g/l).

Išmatuokite gauto tirpalo lūžio rodiklį.

3. Skiedę tirpalą sveikuoju skaičiumi kartų, gaukite rodiklio priklausomybę; lūžį nuo tirpalo koncentracijos ir užpildykite lentelę. vienas.

1 lentelė

Pratimas. Kaip tik praskiedus gauti tirpalo koncentraciją, lygią 3/4 didžiausios (pradinės)?

Sklypo priklausomybės grafikas n=n(C). Tolesnis eksperimentinių duomenų apdorojimas turėtų būti atliekamas mokytojo nurodymu.

Eksperimentinių duomenų apdorojimas

a) Grafinis metodas

Iš grafiko nustatykite nuolydį AT, kuris eksperimento sąlygomis apibūdins tirpią medžiagą ir tirpiklį.

2. Naudodami grafiką nustatykite tirpalo koncentraciją NaCl davė laborantė.

b) Analitinis metodas

Apskaičiuokite mažiausiaisiais kvadratais BET, AT ir SB.

Pagal rastas vertybes BET ir AT nustatyti vidurkį
tirpalo koncentracija NaCl davė laborantė

testo klausimai

šviesos sklaida. Kuo skiriasi normali ir nenormali dispersija?

2. Koks yra visiško vidinio atspindžio fenomenas?

3. Kodėl naudojant šią sąranką neįmanoma išmatuoti skysčio, didesnio už prizmės lūžio rodiklį?

4. Kodėl prizmės veidas BET1 AT1 padaryti matinį?

Degradacija, indeksas

Psichologinė enciklopedija

Būdas įvertinti psichikos degradacijos laipsnį! funkcijos, išmatuotos Wexler-Bellevue testu. Indeksas pagrįstas pastebėjimu, kad vienų gebėjimų, išmatuotų testu, išsivystymo lygis su amžiumi mažėja, o kitų – ne.

Indeksas

Psichologinė enciklopedija

- rodyklė, vardų, pavadinimų registras ir kt. Psichologijoje - skaitmeninis indikatorius reiškiniams kiekybiškai įvertinti, charakterizuoti.

Nuo ko priklauso medžiagos lūžio rodiklis?

Indeksas

Psichologinė enciklopedija

1. Bendriausia reikšmė: viskas, kas naudojama pažymėti, identifikuoti ar nukreipti; nuorodas, užrašus, ženklus ar simbolius. 2. Formulė arba skaičius, dažnai išreiškiamas kaip veiksnys, parodantis tam tikrą ryšį tarp verčių ar matavimų arba tarp…

Komunikabilumas, indeksas

Psichologinė enciklopedija

Savybė, išreiškianti žmogaus socialumą. Pavyzdžiui, sociograma, be kitų matavimų, leidžia įvertinti skirtingų grupės narių socialumą.

Pasirinkimas, rodyklė

Psichologinė enciklopedija

Formulė, skirta įvertinti konkretaus testo ar bandomojo elemento galią atskiriant asmenis vienas nuo kito.

Patikimumas, indeksas

Psichologinė enciklopedija

Statistika, kuri pateikia koreliacijos tarp faktinių verčių, gautų atlikus testą, ir teoriškai teisingų verčių įvertinimą.

Šis indeksas pateikiamas kaip r reikšmė, kur r yra apskaičiuotas saugos koeficientas.

Prognozavimo efektyvumas, indeksas

Psichologinė enciklopedija

Matas, kiek žinios apie vieną kintamąjį gali būti naudojamos prognozuojant kitą kintamąjį, atsižvelgiant į tai, kad yra žinoma tų kintamųjų koreliacija. Paprastai simboline forma tai išreiškiama E, indeksas vaizduojamas kaip 1 - ((...

Žodžiai, rodyklė

Psichologinė enciklopedija

Bendras terminas, apibūdinantis bet kokį sistemingą žodžių pasireiškimo rašytinėje ir (arba) šnekamojoje kalboje dažnį.

Dažnai tokie rodikliai apsiriboja konkrečiomis kalbinėmis sritimis, pvz., pirmos klasės vadovėliais, tėvų ir vaikų bendravimu. Tačiau skaičiavimai žinomi...

Kūno struktūros, indeksas

Psichologinė enciklopedija

Eysenck pasiūlytas kūno matavimas, pagrįstas ūgio ir krūtinės apimties santykiu.

Tie, kurie buvo „normalaus“ diapazone, buvo vadinami mezomorfais, tie, kurie buvo standartinio nuokrypio ar viršijančio vidurkį, buvo vadinami leptomorfais, o tie, kurie buvo standartinio nuokrypio arba...

Į PASKAITĄ №24

"INSTRUMENTINIAI ANALIZĖS METODAI"

REFRAKTOMETRIJA.

Literatūra:

1. V.D. Ponomarevas "Analitinė chemija" 1983 246-251

2. A.A. Iščenka "Analitinė chemija" 2004 p. 181-184

REFRAKTOMETRIJA.

Refraktometrija yra vienas iš paprasčiausių fizikinių analizės metodų už kainą minimalus kiekis analitė ir atliekama per labai trumpą laiką.

Refraktometrija- metodas, pagrįstas lūžio arba refrakcijos reiškiniu t.y.

šviesos sklidimo krypties pasikeitimas pereinant iš vienos terpės į kitą.

Refrakcija, kaip ir šviesos sugertis, yra jos sąveikos su terpe pasekmė.

Žodis refraktometrija reiškia matavimas šviesos lūžis, kuris apskaičiuojamas pagal lūžio rodiklio reikšmę.

Lūžio rodiklio reikšmė n priklauso

1) apie medžiagų ir sistemų sudėtį,

2) nuo kokia koncentracija ir kokias molekules šviesos spindulys sutinka savo kelyje, nes

veikiant šviesos molekulėms skirtingos medžiagos poliarizuotas skirtingai. Būtent šia priklausomybe remiasi refraktometrinis metodas.

Šis metodas turi nemažai privalumų, dėl kurių buvo plačiai pritaikytas tiek cheminiuose tyrimuose, tiek technologinių procesų valdyme.

1) Lūžio rodiklių matavimas yra labai paprastas procesas, kuris atliekamas tiksliai ir minimaliai investuojant laiką bei medžiagos kiekį.

2) Paprastai refraktometrai užtikrina iki 10 % tikslumą nustatant šviesos lūžio rodiklį ir analitės kiekį.

Refraktometrijos metodas naudojamas tiriant tirpalus autentiškumui ir grynumui kontroliuoti, atskiroms medžiagoms identifikuoti, organinių ir neorganinių junginių struktūrai nustatyti.

Refraktometrija naudojama dviejų komponentų tirpalų sudėčiai nustatyti ir trinarėms sistemoms.

Fizinis metodo pagrindas

LŪGIO RODIKLIS.

Kuo didesnis šviesos pluošto nuokrypis nuo pradinės krypties, kai jis pereina iš vienos terpės į kitą, tuo didesnis šviesos sklidimo greičių skirtumas dviejose

šios aplinkos.

Apsvarstykite šviesos pluošto lūžį ties bet kurių dviejų skaidrių terpių I ir II riba (žr.

Ryžiai.). Sutikime, kad II terpė turi didesnę lūžio galią, todėl n1 ir n2- rodo atitinkamos terpės lūžį. Jei terpė I nėra nei vakuumas, nei oras, tai šviesos pluošto kritimo kampo sin ir lūžio kampo sin santykis duos santykinio lūžio rodiklio n rel reikšmę. n rel reikšmė.

Koks yra stiklo lūžio rodiklis? O kada būtina žinoti?

taip pat gali būti apibrėžtas kaip nagrinėjamų terpių lūžio rodiklių santykis.

nrel. = —— = —

Lūžio rodiklio reikšmė priklauso nuo

1) medžiagų pobūdis

Medžiagos pobūdį šiuo atveju lemia jos molekulių deformacijos, veikiant šviesai, laipsnis – poliarizacijos laipsnis.

Kuo intensyvesnis poliarizavimas, tuo stipresnis šviesos lūžis.

2)krintančios šviesos bangos ilgis

Lūžio rodiklis matuojamas esant 589,3 nm šviesos bangos ilgiui (natrio spektro linija D).

Lūžio rodiklio priklausomybė nuo šviesos bangos ilgio vadinama dispersija.

Kuo trumpesnis bangos ilgis, tuo didesnė refrakcija. Todėl skirtingo bangos ilgio spinduliai lūžta skirtingai.

3)temperatūros kuriame atliekamas matavimas. Būtina sąlyga norint nustatyti lūžio rodiklį yra temperatūros režimo laikymasis. Paprastai nustatymas atliekamas 20±0,30C temperatūroje.

Kylant temperatūrai lūžio rodiklis mažėja, o mažėjant – didėja..

Temperatūros korekcija apskaičiuojama pagal šią formulę:

nt=n20+ (20-t) 0,0002, kur

nt- Ate lūžio rodiklis tam tikroje temperatūroje,

n20 - lūžio rodiklis 200C temperatūroje

Temperatūros įtaka dujų ir skysčių lūžio rodiklių vertėms yra susijusi su jų tūrio plėtimosi koeficientų reikšmėmis.

Kaitinant didėja visų dujų ir skysčių tūris, mažėja tankis ir atitinkamai mažėja indikatorius

Lūžio rodiklis, išmatuotas 200C temperatūroje ir 589,3 nm šviesos bangos ilgis, rodomas indeksu nD20

Vienalytės dviejų komponentų sistemos lūžio rodiklio priklausomybė nuo jos būsenos nustatoma eksperimentiškai, nustatant daugelio standartinių sistemų (pavyzdžiui, tirpalų), kurių komponentų turinys yra žinomas, lūžio rodiklį.

4) medžiagos koncentracija tirpale.

Daugelio vandeninių medžiagų tirpalų lūžio rodikliai esant įvairioms koncentracijoms ir temperatūroms buvo patikimai išmatuoti ir tokiais atvejais gali būti naudojami pamatiniai duomenys. refraktometrinės lentelės.

Praktika rodo, kad kai ištirpusios medžiagos kiekis neviršija 10-20%, kartu su grafiniu metodu labai daugeliu atvejų galima naudoti tiesinė lygtis tipas:

n = ne + FC,

n- tirpalo lūžio rodiklis,

ne yra gryno tirpiklio lūžio rodiklis,

C— ištirpusios medžiagos koncentracija, %

F-empirinis koeficientas, kurio reikšmė randama

nustatant žinomos koncentracijos tirpalų lūžio rodiklius.

REFRAKTOMETRAS.

Refraktometrai yra prietaisai, naudojami lūžio rodikliui matuoti.

Yra 2 šių prietaisų tipai: Abbe tipo refraktometras ir Pulfrich tipo. Tiek tose, tiek kitose matavimai pagrįsti ribinio lūžio kampo dydžio nustatymu. Praktikoje naudojami įvairių sistemų refraktometrai: laboratoriniai-RL, universalūs RLU ir kt.

Distiliuoto vandens lūžio rodiklis n0 = 1,33299, praktiškai šis rodiklis laikomas etaloniniu n0 =1,333.

Refraktometrų veikimo principas pagrįstas lūžio rodiklio nustatymu ribinio kampo metodu (viso šviesos atspindžio kampu).

Rankinis refraktometras

Refraktometras Abbe

Kritimo kampas - kampasa tarp krintančio pluošto krypties ir statmenos dviejų terpių sąsajai, atkurtos kritimo taške.

Atspindžio kampas - kampas β tarp šio statmens ir atspindėto pluošto krypties.

Šviesos atspindžio dėsniai:

1. Kritantis spindulys, statmenas sąsajai tarp dviejų terpių kritimo taške, ir atspindėtas spindulys yra toje pačioje plokštumoje.

2. Atspindžio kampas lygus kampui rudenį.

šviesos lūžis vadinamas šviesos spindulių krypties pasikeitimu šviesai pereinant iš vienos skaidrios terpės į kitą.

Lūžio kampas - kampasb tarp to paties statmens ir lūžusio pluošto krypties.

Šviesos greitis vakuume Su \u003d 3 * 10 8 m/s

Šviesos greitis terpėje V< c

Absoliutus terpės lūžio rodiklis rodo kiek kartų šviesos greitisv šioje terpėje yra mažesnis už šviesos greitį Su vakuume.

Pirmosios terpės absoliutus lūžio rodiklis

Antrosios terpės absoliutus lūžio rodiklis

Absoliutus vakuumo lūžio rodiklis lygus 1

Šviesos greitis ore labai mažai skiriasi nuo vertės Su,Štai kodėl

Absoliutus oro lūžio rodiklis laikysime lygų 1

Santykinis lūžio rodiklis rodo, kiek kartų keičiasi šviesos greitis, kai spindulys pereina iš pirmosios terpės į antrąją.

čia V 1 ir V 2 yra šviesos sklidimo greičiai pirmoje ir antroje terpėje.

Atsižvelgiant į lūžio rodiklį, šviesos lūžio dėsnį galima parašyti kaip

kur n 21 – santykinis lūžio rodiklis antroji aplinka, palyginti su pirmąja;

n 2 ir n 1– absoliutus lūžio rodiklis atitinkamai antroji ir pirmoji aplinka

Terpės lūžio rodiklis oro atžvilgiu (vakuumas) pateikiamas 12 lentelėje (Rymkevičiaus probleminė knyga). Vertės pateiktos bylai šviesos patekimas iš oro į terpę.

Pavyzdžiui, lentelėje randame deimanto lūžio rodiklį n = 2,42.

Tai yra lūžio rodiklis deimantas prieš orą(vakuuminis), tai yra absoliutiesiems lūžio rodikliams:

Atvirkštinei šviesos spindulių krypčiai galioja atspindžio ir lūžio dėsniai.

Iš dviejų skaidrių laikmenų optiškai mažiau tankus paskambino terpė su didesniu šviesos greičiu arba mažesniu lūžio rodikliu.

Kai patenka į optiškai tankesnę terpę

lūžio kampas mažesnis už kritimo kampą.

Kai patenka į optiškai mažiau tankią terpę

lūžio kampas didesnis kritimo kampas

Visiškas vidinis atspindys

Jei šviesos spinduliai iš optiškai tankesnės terpės 1 patenka į sąsają su optiškai mažiau tankia terpe 2 ( n 1 > n 2), tada kritimo kampas yra mažesnis už lūžio kampąa < b . Padidėjus kritimo kampui, galima priartėti prie jo vertėsa pr , kai lūžęs spindulys slysta išilgai dviejų terpių sąsajos ir nepatenka į antrąją terpę,

Lūžio kampas b= 90°, o visa šviesos energija atsispindi nuo sąsajos.

Visiško vidinio atspindžio ribinis kampas a pr yra kampas, kuriuo lūžęs spindulys slysta dviejų terpių paviršiumi,

Pereinant iš optiškai mažiau tankios terpės į tankesnę, visiškas vidinis atspindys yra neįmanomas.