Hogyan találjuk meg a törésmutató képletét. A fénytörés törvénye

A refraktometria alkalmazási területei.

Az IRF-22 refraktométer készüléke és működési elve.

A törésmutató fogalma.

Terv

Refraktometria. A módszer jellemzői és lényege.

Az anyagok azonosításához és tisztaságuk ellenőrzéséhez használja

refraktor.

Egy anyag törésmutatója- a fény (elektromágneses hullámok) vákuumban és a látott közeg fázissebességének arányával megegyező érték.

A törésmutató az anyag tulajdonságaitól és a hullámhossztól függ

elektromágneses sugárzás. A beesési szög szinuszának aránya ehhez képest

a sugár törési síkjához (α) a törésszög szinuszához húzott normál

A fénytörést (β) az A közegből a B közegbe való átmenet során a relatív törésmutatónak nevezzük ennél a közegpárnál.

Az n érték a B közeg relatív törésmutatója szerint

az A környezettel kapcsolatban, és

Az A közeg relatív törésmutatója a

A levegőnélküli közegből közegre beeső sugár törésmutatója

th teret abszolút törésmutatójának ill

egyszerűen egy adott közeg törésmutatója (1. táblázat).

1. táblázat - Különféle közegek törésmutatói

A folyadékok törésmutatója 1,2-1,9 tartományban van. Szilárd

anyagok 1,3-4,0. Egyes ásványoknak nincs pontos értéke az indikátornak

fénytöréshez. Értéke egy bizonyos "villában" van és meghatározza

a színt meghatározó kristályszerkezetben lévő szennyeződések miatt

kristály.

Az ásvány "szín" alapján történő azonosítása nehéz. Tehát a korund ásványi anyag rubin, zafír, leukosafír formájában létezik, amelyek különböznek egymástól.

törésmutatója és színe. A vörös korundot rubinnak nevezik

(króm adalék), színtelen kék, világoskék, rózsaszín, sárga, zöld,

ibolya - zafírok (kobalt, titán stb. szennyeződései). Világos színű

A nye zafírokat vagy a színtelen korundot leukozafírnak nevezik (széles körben

az optikában fényszűrőként használják). Ezeknek a kristályoknak a törésmutatója

istálló az 1,757-1,778 tartományba esik, és ez az azonosítás alapja

3.1 ábra - Rubin 3.2 ábra - Zafírkék

A szerves és szervetlen folyadékoknak is vannak jellegzetes törésmutató-értékei, amelyek kémiaiként jellemzik őket

nye-vegyületek és szintézisük minősége (2. táblázat):

2. táblázat – Egyes folyadékok törésmutatói 20 °C-on

4.2. Refraktometria: fogalom, elv.

Az indikátor meghatározásán alapuló anyagok vizsgálatának módszere

A törés (törés) együtthatóját refraktometriának nevezzük (a

lat. refractus - megtört és görög. metreo – mérem). Refraktometria

(refraktometriás módszer) a vegyi anyagok azonosítására szolgál

vegyületek, mennyiségi és szerkezeti elemzés, fizikai-

anyagok kémiai paraméterei. A refraktometria elve megvalósult

Abbe refraktométerekben, amelyet az 1. ábra szemléltet.

1. ábra - A refraktometria elve

Az Abbe prizmablokk két téglalap alakú prizmából áll: világító

test és mérő, hipotenúza lapokkal hajtva. Reflektor-

prizmának durva (matt) hypotenusa felülete van, és célja

chena a prizmák közé helyezett folyadékminta megvilágítására.

A szórt fény a vizsgált folyadék síkkal párhuzamos rétegén halad át, és a folyadékban megtörve a mérőprizmára esik. A mérőprizma optikailag sűrű üvegből (nehéz kovakő) készült, és törésmutatója nagyobb, mint 1,7. Emiatt az Abbe refraktométer n értéket mér 1,7-nél kisebb. A törésmutató mérési tartományának növelése csak a mérőprizma változtatásával érhető el.

A vizsgálati mintát a mérőprizma befogófelületére öntjük, és a megvilágító prizmához nyomjuk. Ebben az esetben 0,1-0,2 mm-es rés marad a prizmák között, amelyekben a minta található, és azokon keresztül.

amely a fényt megtörve halad át. A törésmutató mérésére

használja a teljes belső reflexió jelenségét. Abból áll

következő.

Ha az 1., 2., 3. sugarak esnek két közeg interfészére, akkor attól függően

a beesési szög, ha törő közegben figyeljük meg őket

különböző megvilágítású területek átmenetének jelenléte figyelhető meg. Össze van kötve

a fény valamely részének a töréshatáron való beesésével kb.

kim 90°-ra a normálhoz képest (3. gerenda). (2. ábra).

2. ábra - Megtört sugarak képe

A sugarak ezen része nem verődik vissza, ezért világosabb tárgyat alkot.

fénytörés. A kisebb szögű sugarak tapasztalják és tükrözik vissza

és fénytörés. Ezért kevésbé megvilágított terület képződik. Kötetben

a teljes belső visszaverődés határvonala látható a lencsén, a pozíció

ami a minta törési tulajdonságaitól függ.

A diszperziós jelenség (a két megvilágítási terület határfelületének szivárvány színekre színeződése az Abbe refraktométerek összetett fehér fényének alkalmazása miatt) kiküszöbölése a kompenzátorban található két Amici prizma alkalmazásával érhető el, amelyek a kompenzátorba vannak szerelve. távcső. Ezzel egyidejűleg egy skála kerül a lencsébe (3. ábra). 0,05 ml folyadék elegendő az elemzéshez.

3. ábra – Nézet a refraktométer okulárján keresztül. (A megfelelő skála tükrözi

a mért komponens koncentrációja ppm-ben)

Az egykomponensű minták elemzése mellett széles körben elemzik

kétkomponensű rendszerek (vizes oldatok, olyan anyagok oldatai, amelyekben

vagy oldószer). Ideális kétkomponensű rendszerekben (formázó-

a komponensek térfogatának és polarizálhatóságának megváltoztatása nélkül) a függőség látható

A kompozíció törésmutatója közel van a lineárishoz, ha az összetételt kifejezésben fejezzük ki

térfogati hányad (százalék)

ahol: n, n1, n2 - a keverék és a komponensek törésmutatói,

V1 és V2 a komponensek térfogathányada (V1 + V2 = 1).

A hőmérséklet hatását a törésmutatóra kettő határozza meg

tényezők: az egységnyi térfogatra jutó folyadékrészecskék számának változása és

a molekulák polarizálhatóságának hőmérsékletfüggősége. A második tényező lett

csak nagyon nagy hőmérséklet-változások esetén válik jelentőssé.

A törésmutató hőmérsékleti együtthatója arányos a sűrűség hőmérsékleti együtthatójával. Mivel hevítés hatására minden folyadék kitágul, törésmutatójuk a hőmérséklet emelkedésével csökken. A hőmérsékleti együttható a folyadék hőmérsékletétől függ, de kis hőmérsékleti intervallumokban állandónak tekinthető. Emiatt a legtöbb refraktométer nem rendelkezik hőmérséklet-szabályozással, azonban egyes kialakítások biztosítják

vízhőmérséklet szabályozás.

A törésmutató lineáris extrapolációja hőmérséklet-változásokkal kis hőmérséklet-különbségek esetén (10 - 20°C) elfogadható.

A törésmutató pontos meghatározása széles hőmérsékleti tartományokban a következő empirikus képletek szerint történik:

nt=n0+at+bt2+…

Oldatos refraktometriához széles koncentrációtartományban

táblázatokat vagy empirikus képleteket használjon. Kijelző függőség-

bizonyos anyagok vizes oldatainak törésmutatója a koncentrációtól

közel lineáris, és lehetővé teszi ezen anyagok koncentrációjának meghatározását

víz széles koncentráció-tartományban (4. ábra) refrakció segítségével

tométerek.

4. ábra - Néhány vizes oldat törésmutatója

Általában n folyékony és szilárd testet határoznak meg refraktométerrel precízen

0,0001-ig. A legelterjedtebbek az Abbe refraktométerek (5. ábra) prizmatömbökkel és diszperziókompenzátorokkal, amelyek lehetővé teszik az nD meghatározását "fehér" fényben skálán vagy digitális jelzőn.

5. ábra – Abbe refraktométer (IRF-454; IRF-22)

Törésmutató

Törésmutató anyagok - egy érték, amely megegyezik a fény (elektromágneses hullámok) fázissebességének arányával vákuumban és adott közegben. Ezenkívül a törésmutatóról időnként bármilyen más hullám, például hang esetében is beszélnek, bár az olyan esetekben, mint az utóbbi, a definíciót természetesen módosítani kell.

A törésmutató az anyag tulajdonságaitól és a sugárzás hullámhosszától függ, egyes anyagoknál a törésmutató meglehetősen erősen változik, amikor az elektromágneses hullámok frekvenciája alacsony frekvenciáról optikaira és azon túlra változik, és bizonyos esetekben még élesebben is változhat. a frekvencia skála területei. Az alapértelmezett érték általában az optikai tartomány, vagy a környezet által meghatározott tartomány.

Linkek

• RefractiveIndex.INFO törésmutató adatbázis

Wikimédia Alapítvány. 2010 .

Nézze meg, mi a "törésmutató" más szótárakban:

Két n21 közeghez viszonyítva az optikai sugárzás terjedési sebességeinek dimenzió nélküli aránya (c veta a) az első (c1) és a második (c2) közegben: n21=c1/c2. Ugyanakkor utal. P. p. a j g-je és esése szinuszainak aránya és g l-nél ... ... Fizikai Enciklopédia

Lásd a törésmutatót...

Lásd a törésmutatót. * * * TÖRŐMUTATÓ TÖRÉSI INDEX, lásd Törésmutató (lásd TÖRÉSI INDEX) … enciklopédikus szótár- TÖRÉSI INDEX, a közeget jellemző érték, amely egyenlő a vákuumban lévő fénysebesség és a közegben lévő fénysebesség arányával (abszolút törésmutató). Az n törésmutató az e dielektrikumtól és az m mágneses permeabilitástól függ ... ... Illusztrált enciklopédikus szótár

- (lásd TÖRÉSJELZŐ). Fizikai enciklopédikus szótár. Moszkva: Szovjet Enciklopédia. A. M. Prokhorov főszerkesztő. 1983... Fizikai Enciklopédia

Lásd a törésmutatót... Nagy szovjet enciklopédia

A vákuumban lévő fénysebesség és a közegben lévő fénysebesség aránya (abszolút törésmutató). A 2 közeg relatív törésmutatója a fénysebesség aránya abban a közegben, amelyből a fény a felületre esik, és a fénysebesség aránya a második ... Nagy enciklopédikus szótár

Jegy 75.

A fényvisszaverődés törvénye: a beeső és a visszavert nyaláb, valamint a két közeg határfelületére merőleges, a sugár beesési pontján helyreállított, ugyanabban a síkban (a beesési síkban) fekszik. A γ visszaverődési szög egyenlő az α beesési szöggel.

A fénytörés törvénye: a beeső és a megtört sugár, valamint a két közeg határfelületére merőleges, a sugár beesési pontján helyreállított sugár ugyanabban a síkban fekszik. Az α beesési szög szinuszának és a β törésszög szinuszának aránya két adott közeg esetén állandó érték:

A visszaverődés és fénytörés törvényeit a hullámfizika magyarázza. A hullámfogalmak szerint a fénytörés a hullámterjedési sebesség változásának következménye az egyik közegből a másikba való átmenet során. A törésmutató fizikai jelentése az első közegben υ 1 terjedő hullámok terjedési sebességének aránya a második közegben υ 2 terjedési sebességükhöz:

A 3.1.1. ábra szemlélteti a fény visszaverődésének és törésének törvényeit.

Az alacsonyabb abszolút törésmutatójú közeget optikailag kevésbé sűrűnek nevezzük.

Amikor a fény egy optikailag sűrűbb közegből egy optikailag kevésbé sűrű közegbe n 2< n 1 (например, из стекла в воздух) можно наблюдать teljes reflexió jelenség, vagyis a megtört nyaláb eltűnése. Ez a jelenség egy bizonyos α pr kritikus szöget meghaladó beesési szögeknél figyelhető meg, amelyet ún a teljes belső visszaverődés határszöge(lásd a 3.1.2. ábrát).

A beesési szögre α = α pr sin β = 1; sin α pr \u003d n 2 / n 1 érték< 1.

Ha a második közeg levegő (n 2 ≈ 1), akkor célszerű a képletet átírni

A teljes belső visszaverődés jelensége számos optikai eszközben alkalmazható. A legérdekesebb és gyakorlatilag legfontosabb alkalmazási terület a szálas fényvezetők létrehozása, amelyek vékony (több mikrométertől milliméterig terjedő) tetszőlegesen hajlított filamentek optikailag átlátszó anyagból (üveg, kvarc). A szál végére eső fény az oldalfelületekről való teljes belső visszaverődés következtében nagy távolságokra terjedhet végig rajta (3.1.3. ábra). Az optikai fényvezetők fejlesztésével és alkalmazásával kapcsolatos tudományos és műszaki irányt száloptikának nevezzük.

Oszd szét az "rsiya fényt" (a fény bomlása)- ez egy olyan jelenség, amely egy anyag abszolút törésmutatójának a fény frekvenciájától (vagy hullámhosszától) való függéséből adódik (frekvencia-diszperzió), vagy ugyanez, az anyagban lévő fény fázissebességének a fénytől való függése. hullámhossz (vagy frekvencia). Newton fedezte fel kísérletileg 1672 körül, bár elméletileg jóval később megmagyarázták.

Térbeli szóródás a közeg permittivitásának tenzorának a hullámvektortól való függése. Ez a függőség számos jelenséget okoz, amelyeket térbeli polarizációs hatásoknak nevezünk.

A diszperzió egyik legvilágosabb példája - a fehér fény bomlása amikor átengedjük egy prizmán (Newton kísérlete). A diszperzió jelenségének lényege a különböző hullámhosszú fénysugarak terjedési sebességének különbsége egy átlátszó anyagban - optikai közegben (miközben vákuumban a fény sebessége mindig azonos, függetlenül a hullámhossztól és így a színtől) . Általában minél nagyobb egy fényhullám frekvenciája, annál nagyobb a közeg törésmutatója, és annál kisebb a hullámsebesség a közegben:

Newton kísérletei Kísérlet a fehér fény spektrummá történő lebontásával kapcsolatban: Newton egy kis lyukon keresztül egy üvegprizmára irányította a napsugarat. A prizmára kerülve a sugár megtört, és a szemközti falon megnyúlt képet adott a színek irizáló váltakozásával - a spektrumot. Kísérlet a monokromatikus fény prizmán való áthaladásáról: Newton vörös üveget helyezett a napsugár útjába, amely mögé monokromatikus fényt kapott (piros), majd egy prizmát, és a képernyőn csak egy vörös foltot észlelt a fénysugárból. Fehér fény szintézisében (megszerzésében) szerzett tapasztalat: Először Newton a Nap sugarát egy prizmára irányította. Ezután, miután egy konvergáló lencse segítségével összegyűjtötte a prizmából kilépő színes sugarakat, Newton színes csík helyett fehér képet kapott egy fehér falon lévő lyukról. Newton következtetései:- a prizma nem változtatja meg a fényt, hanem csak komponensekre bontja - a színben eltérő fénysugarak a törés mértékében különböznek; az ibolya sugarak törnek a legerősebben, a vörös fény kevésbé erősen törik - a kevésbé törő vörös fény sebessége a legnagyobb, az ibolya pedig a legkisebb, ezért a prizma bontja a fényt. A fény törésmutatójának a színétől való függését diszperziónak nevezzük.

Következtetések:- a prizma lebontja a fényt - a fehér fény összetett (kompozit) - az ibolya sugarak jobban megtörnek, mint a vörösek. A fénysugár színét az oszcilláció frekvenciája határozza meg. Az egyik közegből a másikba való áttéréskor a fénysebesség és a hullámhossz változik, de a színt meghatározó frekvencia állandó marad. A fehér fény tartományának és összetevőinek határait általában a vákuumban mért hullámhosszuk jellemzi. A fehér fény 380 és 760 nm közötti hullámhosszak összessége.

Jegy 77.

Fényelnyelés. Bouguer törvénye

Az anyagban lévő fény abszorpciója a hullám elektromágneses mezőjének energiájának az anyag hőenergiájává (vagy másodlagos fotolumineszcens sugárzás energiájává) való átalakulásával jár. A fényelnyelési törvény (Bouguer-törvény) a következőképpen alakul:

I=I 0 exp(- x),(1)

ahol én 0 , én- bemeneti fény intenzitása (x=0)és kilép a közepes vastagságú rétegből X, - abszorpciós együttható, attól függ .

Dielektrikumokhoz  =10 -1  10 -5 m -1 , fémekhez =10 5  10 7 m -1 , ezért a fémek átlátszatlanok a fényre.

Függőség  ( ) megmagyarázza az elnyelő testek színezését. Például a kevés vörös fényt elnyelő üveg fehér fénnyel megvilágítva vörösnek tűnik.

A fény szórása. Rayleigh törvénye

A fény diffrakciója bekövetkezhet optikailag inhomogén közegben, például zavaros közegben (füst, köd, poros levegő stb.). A fényhullámok a közeg inhomogenitása miatt diffrakciós mintázatot hoznak létre, amelyet minden irányban meglehetősen egyenletes intenzitáseloszlás jellemez.

Az ilyen kis inhomogenitásokból eredő diffrakciót nevezzük a fény szórása.

Ez a jelenség akkor figyelhető meg, ha keskeny napsugár áthalad a poros levegőn, szétszóródik a porszemcséken és láthatóvá válik.

Ha az inhomogenitások méretei kicsik a hullámhosszhoz képest (legfeljebb 0,1  ), akkor a szórt fény intenzitása fordítottan arányos a hullámhossz negyedik hatványával, azaz.

én rass ~ 1/  4 , (2)

ezt az összefüggést Rayleigh-törvénynek nevezik.

Fényszóródás figyelhető meg olyan tiszta közegben is, amely nem tartalmaz idegen részecskéket. Például előfordulhat a sűrűség, az anizotrópia vagy a koncentráció ingadozásain (véletlen eltérésein). Az ilyen szórást molekulárisnak nevezzük. Ez magyarázza például az ég kék színét. Valójában a (2) szerint a kék és a kék sugarak erősebben szóródnak, mint a vörös és a sárga, mert rövidebb hullámhosszúak, ami az égbolt kék színét okozza.

Jegy 78.

Fénypolarizáció- a hullámoptika jelenségeinek összessége, amelyben megnyilvánul az elektromágneses fényhullámok keresztirányú természete. keresztirányú hullám- a közeg részecskéi a hullámterjedés irányára merőleges irányban oszcillálnak ( 1. ábra).

1. ábra keresztirányú hullám

elektromágneses fényhullám sík polarizált(lineáris polarizáció), ha az E és B vektorok rezgési irányai szigorúan rögzítettek és bizonyos síkban fekszenek ( 1. ábra). Sík polarizált fényhullámnak nevezzük sík polarizált(lineárisan polarizált) fény. nem polarizált(természetes) hullám - olyan elektromágneses fényhullám, amelyben az E és B vektorok rezgési irányai ebben a hullámban a v sebességvektorra merőleges bármely síkban elhelyezkedhetnek. polarizálatlan fény- fényhullámok, amelyekben az E és B vektorok rezgési irányai véletlenszerűen változnak úgy, hogy a hullámterjedés nyalábjára merőleges síkban minden rezgési irány egyformán valószínű ( 2. ábra).

2. ábra polarizálatlan fény

polarizált hullámok- amelyben az E és B vektorok irányai térben változatlanok maradnak, vagy egy bizonyos törvény szerint változnak. Sugárzás, amelyben az E vektor iránya véletlenszerűen változik - polarizálatlan. Ilyen sugárzásra példa lehet a termikus sugárzás (véletlenszerű eloszlású atomok és elektronok). Polarizációs sík- ez az E vektor rezgési irányára merőleges sík. A polarizált sugárzás előfordulásának fő mechanizmusa a sugárzás elektronok, atomok, molekulák és porrészecskék általi szóródása.

1.2. A polarizáció típusai A polarizációnak három típusa van. Határozzuk meg őket. 1. Lineáris Akkor fordul elő, ha az E elektromos vektor megtartja pozícióját a térben. Ez mintegy kiemeli azt a síkot, amelyben az E vektor oszcillál. 2. Körlevél Ez az a polarizáció, amely akkor következik be, amikor az E elektromos vektor a hullám szögfrekvenciájával megegyező szögsebességgel forog a hullám terjedésének iránya körül, miközben megtartja annak abszolút értékét. Ez a polarizáció jellemzi az E vektor forgásirányát a látóvonalra merőleges síkban. Ilyen például a ciklotronsugárzás (mágneses térben forgó elektronrendszer). 3. Elliptikus Akkor fordul elő, amikor az E elektromos vektor nagysága úgy változik, hogy ellipszist ír le (az E vektor forgása). Az elliptikus és körkörös polarizáció jobb (az E vektor forgása az óramutató járásával megegyező irányban történik, ha a terjedő hullám felé nézünk) és balra (az E vektor forgása az óramutató járásával ellentétes irányban történik, ha a terjedő hullám felé nézünk).

Valójában a leggyakoribb részleges polarizáció (részlegesen polarizált elektromágneses hullámok). Mennyiségileg egy bizonyos mennyiség jellemzi, ún polarizáció foka R, amelynek meghatározása a következő: P = (Imax - Imin) / (Imax + Imin) ahol Imax,én benne vagyok- a legnagyobb és legalacsonyabb elektromágneses energia fluxussűrűség az analizátoron keresztül (Polaroid, Nicol prizma…). A gyakorlatban a sugárzási polarizációt gyakran Stokes-paraméterekkel írják le (az adott polarizációs irányú sugárzási fluxusokat határozzák meg).

Jegy 79.

Ha a természetes fény két dielektrikum (például levegő és üveg) határfelületére esik, akkor annak egy része visszaverődik, egy része pedig megtörik és a második közegben terjed. A visszavert és megtört nyalábok útjába egy analizátort (például turmalint) helyezve gondoskodunk arról, hogy a visszavert és megtört nyalábok részlegesen polarizálódjanak: ha az analizátort a nyalábok körül forgatjuk, a fényintenzitás periodikusan növekszik és csökken ( teljes kihalás nem figyelhető meg!). További vizsgálatok kimutatták, hogy a visszavert nyalábban a beesési síkra merőleges oszcillációk érvényesülnek (a 275. ábrán pontok jelzik), a megtört nyalábban - a beesési síkkal párhuzamos rezgések (nyilakkal ábrázolva).

A polarizáció mértéke (a fényhullámok elválasztásának mértéke az elektromos (és mágneses) vektor bizonyos orientációjával) a sugarak beesési szögétől és a törésmutatótól függ. skót fizikus D. Brewster(1781-1868) megállapította törvény, amely szerint a beesési szögben én B (Brewster-szög), amelyet a reláció határoz meg

(n 21 - a második közeg törésmutatója az elsőhöz képest), a visszavert nyaláb síkpolarizált(csak a beesési síkra merőleges oszcillációkat tartalmaz) (276. ábra). A megtört nyaláb a beesési szögbenén B maximálisan polarizált, de nem teljesen.

Ha a Brewster-szögben fény esik a felületre, akkor a visszavert és megtört sugarak egymásra merőleges(tg én B = bűn én B/cos én b, n 21 = bűn én B / bűn én 2 (én 2 - törésszög), ahonnan cos én B = bűn én 2). Következésképpen, én B + én 2 =  /2, de én’ B= én B (reflexiós törvény), tehát én’ B+ én 2 =  /2.

A visszavert és megtört fény polarizációs foka különböző beesési szögeknél a Maxwell-egyenletekből számítható ki, ha figyelembe vesszük az elektromágneses tér peremfeltételeit két izotróp dielektrikum határfelületén (ún. Fresnel-képletek).

A megtört fény polarizációs foka jelentősen növelhető (ismételt fénytöréssel, feltéve, hogy a fény minden alkalommal Brewster-szögben esik a felületre). Ha például üveghez ( n= 1.53), a megtört nyaláb polarizációs foka 15%, majd 8-10 egymásra helyezett üveglap fénytörése után az ilyen rendszerből kilépő fény szinte teljesen polarizált lesz. Ezt a lemezkészletet ún láb. A láb segítségével a polarizált fényt mind a visszaverődése, mind a fénytörése elemezheti.

Jegy 79 (spur)

A tapasztalatok szerint a fény törése és visszaverődése során a megtört és a visszavert fény polarizált, és a visszaverődés. a fény egy bizonyos beesési szög mellett teljesen polarizálható, de a fény mindig részben polarizált.Frinel képletei alapján kimutatható, hogy a visszaver. a fény a beesési és fénytörési síkra merőleges síkban polarizálódik. a fény a beesési síkkal párhuzamos síkban polarizálódik.

Az a beesési szög, amelynél a visszaverődés A teljesen polarizált fényt Brewster-szögnek nevezzük.A Brewster-szöget a Brewster-törvény határozza meg: -Brewster-törvény Ebben az esetben a visszaverődés közötti szög. és megtörni. A sugarak egyenlőek lesznek. Levegő-üveg rendszernél a Brewster-szög egyenlő. A jó polarizáció eléréséhez, pl. , amikor a fény megtörik, nagyon sok törött felület kerül felhasználásra, amit Stoletov lábának neveznek.

Jegy 80.

A tapasztalatok azt mutatják, hogy a fénynek az anyaggal való kölcsönhatása során a fő hatást (fiziológiai, fotokémiai, fotoelektromos stb.) a vektor oszcillációi okozzák, amelyet ezzel összefüggésben néha fényvektornak is neveznek. Ezért a fénypolarizáció mintáinak leírásához a vektor viselkedését figyeljük.

A vektorok által alkotott síkot polarizációs síknak nevezzük.

Ha a vektoroszcillációk egy rögzített síkban történnek, akkor az ilyen fényt (nyalábot) lineárisan polarizáltnak nevezzük. Önkényesen a következőképpen van megjelölve. Ha a nyaláb egy merőleges síkban polarizált (a síkban xz, lásd az ábrát. 2 a második előadásban), akkor azt jelöljük.

A természetes fény (közönséges forrásokból, a napból) olyan hullámokból áll, amelyek különböző, véletlenszerűen elosztott polarizációs síkokkal rendelkeznek (lásd a 3. ábrát).

A természetes fényt néha hagyományosan ennek is nevezik. Nem polarizáltnak is nevezik.

Ha a hullám terjedése közben a vektor forog, és egyúttal a vektor vége kört ír le, akkor az ilyen fényt cirkulárisan polarizáltnak, a polarizációt pedig körkörösnek vagy körkörösnek (jobbra vagy balra) nevezzük. Elliptikus polarizáció is van.

Vannak optikai eszközök (filmek, lemezek stb.) - polarizátorok, amelyek természetes fényből lineárisan polarizált vagy részben polarizált fényt bocsátanak ki.

A fény polarizációjának elemzésére használt polarizátorokat ún elemzők.

A polarizátor (vagy analizátor) síkja a polarizátor (vagy analizátor) által átbocsátott fény polarizációs síkja.

Legyen egy polarizátor (vagy analizátor) beeső amplitúdójú, lineárisan polarizált fénnyel E 0 . Az áteresztett fény amplitúdója lesz E=E 0 cos j, és az intenzitás I=I 0 cos 2 j.

Ez a képlet kifejezi Malus törvénye:

Az analizátoron áthaladó lineárisan polarizált fény intenzitása arányos a szög koszinuszának négyzetével j a beeső fény rezgési síkja és az analizátor síkja között.

80. jegy (sarkantyúzáshoz)

A polarizátorok olyan eszközök, amelyek lehetővé teszik polarizált fény előállítását. Az analizátorok olyan eszközök, amelyekkel elemezni lehet, hogy a fény polarizált-e vagy sem. Szerkezetileg a polarizátor és az analizátor ugyanaz. akkor az E vektor minden iránya egyenlő valószínűséggel. A vektor két egymásra merőleges komponensre bontható: az egyik párhuzamos a polarizátor polarizációs síkjával, a másik pedig merőleges rá.

Nyilvánvaló, hogy a polarizátorból kilépő fény intenzitása egyenlő lesz Jelöljük a polarizátort elhagyó fény intenzitását () Ha a polarizátor útján olyan analizátort helyezünk el, amelynek fősíkja szöget zár be a polarizátorból. a polarizátor fősíkját, akkor az analizátort elhagyó fény intenzitását a törvény határozza meg.

Jegy 81.

P. A. Cserenkov szovjet fizikus az uránsók oldatának lumineszcenciáját tanulmányozva rádium-sugarak hatására felhívta a figyelmet arra, hogy maga a víz izzik, amelyben nincsenek uránsók. Kiderült, hogy amikor a sugarakat (lásd a gammasugárzást) tiszta folyadékokon vezetik át, mindegyik izzani kezd. S. I. Vavilov, akinek irányítása alatt P. A. Cherenkov dolgozott, azt feltételezte, hogy a ragyogás az atomokból a rádiumkvantumok által kiütött elektronok mozgásához kapcsolódik. Valójában az izzás erősen függött a folyadékban lévő mágneses tér irányától (ez arra utalt, hogy ennek oka az elektronok mozgása volt).

De miért bocsátanak ki fényt a folyadékban mozgó elektronok? A helyes választ erre a kérdésre 1937-ben I. E. Tamm és I. M. Frank szovjet fizikusok adták.

Az anyagban mozgó elektron kölcsönhatásba lép a környező atomokkal. Elektromos tere hatására az atomi elektronok és atommagok ellentétes irányban eltolódnak - a közeg polarizálódik. Az elektron pályája mentén elhelyezkedő közeg atomjai polarizálódnak, majd visszatérnek a kiindulási állapotba, elektromágneses fényhullámokat bocsátanak ki. Ha az elektron sebessége kisebb, mint a fény terjedési sebessége a közegben (- törésmutató), akkor az elektromágneses tér utoléri az elektront, és az anyagnak lesz ideje a térben az elektron előtt polarizálódni. Az elektron előtti és mögötte lévő közeg polarizációja ellentétes irányú, az ellentétes polaritású atomok sugárzásai pedig "összeadódnak", "kioltják" egymást. Amikor az atomoknak, amelyekhez az elektron még nem ért el, nincs idejük polarizálódni, és megjelenik egy keskeny kúpos réteg mentén sugárzás, amelynek csúcsa egybeesik a mozgó elektronnal, és a csúcsnál c. A fény "kúp" megjelenését és a sugárzás állapotát a hullámterjedés általános elveiből kaphatjuk meg.

Rizs. 1. A hullámfront kialakulásának mechanizmusa

Hagyja, hogy egy elektron mozogjon egy nagyon keskeny üres csatorna OE tengelye mentén (lásd az 1. ábrát) egy homogén, törésmutatójú átlátszó anyagban (üres csatornára van szükség ahhoz, hogy ne vegyük figyelembe az elektronok atomjaival való ütközését elméleti megfontolás). Az OE vonal bármely pontja, amelyet egymást követően egy elektron foglal el, a fénykibocsátás középpontja lesz. Az egymást követő O, D, E pontokból kiinduló hullámok interferálnak egymással, és felerősödnek, ha a köztük lévő fáziskülönbség nulla (lásd Interferencia). Ez a feltétel teljesül arra az irányra, amely 0 szöget zár be az elektron pályájával. A 0 szöget a következő arány határozza meg:.

Valójában tekintsünk két hullámot, amelyek a pálya két pontjából az elektronsebességhez képest 0 szöget bezáró irányban bocsátanak ki - az O és a D pontot, amelyeket távolság választ el egymástól. Az OB-ra merőleges BE egyenesen fekvő B pontban az első hullám - időben A BE egyenesen fekvő F pontba a pontból kibocsátott hullám az emissziót követő időpontban érkezik. hullám az O pontból. Ez a két hullám fázisban lesz, azaz az egyenes hullámfront lesz, ha ezek az idők egyenlők:. Ez az idők egyenlőségének feltételeként ad. A fény minden irányban kialszik a pálya D távolsággal elválasztott szakaszaiból kibocsátott hullámok interferenciája miatt. D értékét egy nyilvánvaló egyenlet határozza meg, ahol T a fény rezgésének periódusa. Ennek az egyenletnek mindig van megoldása, ha.

Ha , akkor a kisugárzott, zavaró hullámok felerősítésének iránya nem létezik, nem lehet nagyobb 1-nél.

Rizs. 2. Hanghullámok eloszlása ​​és lökéshullám kialakulása testmozgás közben

A sugárzás csak akkor figyelhető meg, ha .

Kísérletileg az elektronok véges térszögben repülnek, bizonyos sebességeloszlással, és ennek eredményeként a sugárzás a szög által meghatározott fő irány közelében egy kúpos rétegben terjed.

Megfontolásunk során figyelmen kívül hagytuk az elektron lassulását. Ez teljesen elfogadható, mivel a Vavilov-Cherenkov sugárzás miatti veszteségek kicsik, és első közelítésben azt feltételezhetjük, hogy az elektron által elvesztett energia nem befolyásolja sebességét, és egyenletesen mozog. Ez a Vavilov-Cherenkov sugárzás alapvető különbsége és szokatlansága. Általában töltések sugároznak, jelentős gyorsulást tapasztalva.

A saját fényét kifutó elektron olyan, mint egy repülőgép, amely a hangsebességnél nagyobb sebességgel repül. Ebben az esetben egy kúpos lökéshullám is terjed a repülőgép előtt (lásd 2. ábra).

Az optika a fizika egyik legrégebbi ága. Az ókori Görögország óta sok filozófus érdeklődik a fény mozgásának és terjedésének törvényei iránt különféle átlátszó anyagokban, például vízben, üvegben, gyémántban és levegőben. Ebben a cikkben a fénytörés jelenségét vizsgáljuk, a figyelem a levegő törésmutatójára összpontosul.

Fénysugártörés hatás

Életében mindenki több százszor találkozott ezzel a hatással, amikor egy tározó fenekére nézett, vagy egy pohár vizet, amelybe valamilyen tárgyat helyeztek. Ugyanakkor a tározó nem tűnt olyan mélynek, mint valójában, és a tárgyak egy pohár vízben deformálódtak vagy eltörtek.

A fénytörés jelensége abban áll, hogy megszakad az egyenes vonalú pályája, amikor áthalad két átlátszó anyag határfelületén. A nagyszámú kísérleti adatot összegezve a 17. század elején a holland Willebrord Snell olyan matematikai kifejezést kapott, amely pontosan leírta ezt a jelenséget. Ez a kifejezés a következő formában van írva:

n 1 *sin(θ 1) = n 2 *sin(θ 2) = állandó.

Itt n 1 , n 2 a fény abszolút törésmutatói a megfelelő anyagban, θ 1 és θ 2 a beeső és megtört nyalábok, valamint a sugár metszéspontján áthúzott határfelületi síkra merőleges szögek. és ez a gép.

Ezt a képletet Snell vagy Snell-Descartes törvényének nevezik (a francia írta le a bemutatott formában, a holland nem szinuszokat, hanem hosszegységeket használt).

E képlet mellett a fénytörés jelenségét egy másik, geometriai természetű törvény írja le. Ez abban rejlik, hogy a síkra merőlegesen jelölt és két sugár (megtört és beeső) egy síkban van.

Abszolút törésmutató

Ez az érték szerepel a Snell-képletben, és értéke fontos szerepet játszik. Matematikailag az n törésmutató a következő képletnek felel meg:

A c szimbólum az elektromágneses hullámok sebessége vákuumban. Körülbelül 3*10 8 m/s. A v érték a fény sebessége a közegben. Így a törésmutató a fény lelassulásának mértékét tükrözi egy közegben a levegőtlen térhez képest.

A fenti képletből két fontos következtetés következik:

• n értéke mindig nagyobb, mint 1 (vákuum esetén eggyel egyenlő);
• ez egy dimenzió nélküli mennyiség.

Például a levegő törésmutatója 1,00029, míg a vízé 1,33.

A törésmutató nem állandó érték egy adott közegnél. A hőmérséklettől függ. Ezenkívül az elektromágneses hullám minden egyes frekvenciájának megvan a maga jelentése. Tehát a fenti számok 20 o C-os hőmérsékletnek és a látható spektrum sárga részének (hullámhossz - kb. 580-590 nm) felelnek meg.

Az n értékének a fényfrekvenciától való függése abban nyilvánul meg, hogy a fehér fény prizma által több színre bomlik, valamint szivárvány képződik az égen nagy esőzéskor.

A fény törésmutatója a levegőben

Értékét (1,00029) már fentebb megadtuk. Mivel a levegő törésmutatója csak a negyedik tizedesjegyben tér el a nullától, ezért gyakorlati feladatok megoldásához egyenértékűnek tekinthető. A levegő és az egység közötti kis n különbség azt jelzi, hogy a fényt gyakorlatilag nem lassítják a levegőmolekulák, ami a viszonylag alacsony sűrűségéhez kapcsolódik. Így a levegő átlagos sűrűsége 1,225 kg/m 3, azaz több mint 800-szor könnyebb, mint az édesvíz.

A levegő optikailag vékony közeg. Maga az anyagban a fénysebesség lassításának folyamata kvantum jellegű, és az anyag atomjai által a fotonok abszorpciójával és kibocsátásával kapcsolatos.

A levegő összetételének változása (például a vízgőz tartalmának növekedése) és a hőmérséklet változása a törésmutató jelentős változásához vezet. Szembetűnő példa a délibáb effektus a sivatagban, amely a különböző hőmérsékletű levegőrétegek törésmutatóinak eltérése miatt következik be.

üveg-levegő interfész

Az üveg sokkal sűrűbb közeg, mint a levegő. Abszolút törésmutatója 1,5 és 1,66 között van, az üveg típusától függően. Ha az 1,55 átlagértéket vesszük, akkor a sugár törése a levegő-üveg határfelületen a következő képlettel számítható ki:

sin (θ 1) / sin (θ 2) \u003d n 2 / n 1 \u003d n 21 \u003d 1,55.

Az n 21 értéket a levegő-üveg relatív törésmutatójának nevezzük. Ha a sugár kilép az üvegből a levegőbe, akkor a következő képletet kell használni:

sin (θ 1) / sin (θ 2) \u003d n 2 / n 1 \u003d n 21 \u003d 1 / 1,55 \u003d 0,645.

Ha ez utóbbi esetben a megtört nyaláb szöge 90 o , akkor a megfelelőt kritikusnak nevezzük. Az üveg-levegő határnál ez egyenlő:

θ 1 \u003d arcsin (0,645) \u003d 40,17 o.

Ha a sugár 40,17 o-nál nagyobb szöggel esik az üveg-levegő határfelületre, akkor az teljesen visszaverődik az üvegbe. Ezt a jelenséget "teljes belső reflexiónak" nevezik.

A kritikus szög csak akkor áll fenn, ha a nyaláb sűrű közegből mozog (üvegből levegőbe, de fordítva nem).

Térjünk rá az általunk a 81. §-ban bevezetett törésmutató részletesebb figyelembevételére a törés törvényének megfogalmazásakor.

A törésmutató az optikai tulajdonságoktól és a közegtől függ, amelyből a nyaláb esik, és a közegtől, amelybe behatol. Azt a törésmutatót, amelyet akkor kapunk, amikor a vákuumból származó fény egy közegre esik, ennek a közegnek az abszolút törésmutatójának nevezzük.

Rizs. 184. Két közeg relatív törésmutatója:

Legyen az első közeg abszolút törésmutatója, a másodiké pedig - . Figyelembe véve az első és a második közeg határán bekövetkező törést, ügyeljünk arra, hogy az első közegből a másodikba való átmenet során a törésmutató, az úgynevezett relatív törésmutató megegyezzen a közeg abszolút törésmutatóinak arányával. második és első média:

(184. ábra). Éppen ellenkezőleg, amikor a második közegből az elsőbe lépünk, relatív törésmutatónk van

A két közeg relatív törésmutatója és abszolút törésmutatói között megállapított összefüggés elméletileg is levezethető lenne, új kísérletek nélkül, ahogyan ez a reverzibilitás törvényénél is megtehető (82. §).

A nagyobb törésmutatójú közeget optikailag sűrűbbnek mondják. Általában a különböző közegek levegőhöz viszonyított törésmutatóját mérik. A levegő abszolút törésmutatója . Így bármely közeg abszolút törésmutatója a levegőhöz viszonyított törésmutatójához kapcsolódik a képlet szerint

6. táblázat Különféle anyagok törésmutatója a levegőhöz viszonyítva

A törésmutató a fény hullámhosszától, azaz színétől függ. A különböző színek különböző törésmutatóknak felelnek meg. Ez a jelenség, az úgynevezett diszperzió, fontos szerepet játszik az optikában. A jelenséggel a későbbi fejezetekben ismételten foglalkozunk. táblázatban megadott adatok. 6, lásd a sárga fényt.

Érdekes megjegyezni, hogy a visszaverődés törvénye formálisan ugyanabban a formában írható fel, mint a fénytörés törvénye. Emlékezzünk vissza, hogy megállapodtunk abban, hogy a szögeket mindig a megfelelő sugárra merőlegestől mérjük. Ezért a beesési szöget és a visszaverődési szöget ellentétes előjelűnek kell tekintenünk, pl. a tükrözés törvénye úgy írható fel

A (83.4)-et a fénytörés törvényével összevetve azt látjuk, hogy a visszaverődés törvénye a törési törvény speciális esetének tekinthető. Ez a formai hasonlóság a tükrözés és a fénytörés törvényei között nagyon hasznos a gyakorlati problémák megoldásában.

Az előző előadásban a törésmutató a közeg állandóját jelentette, amely független a rajta áthaladó fény intenzitásától. A törésmutató ilyen értelmezése teljesen természetes, korszerű lézerekkel elérhető nagy sugárzási intenzitás esetén azonban nem indokolt. Ebben az esetben annak a közegnek a tulajdonságai, amelyen az erős fénysugárzás áthalad, annak intenzitásától függ. Ahogy mondani szokták, a közeg nemlineárissá válik. A közeg nemlinearitása különösen abban nyilvánul meg, hogy a nagy intenzitású fényhullám megváltoztatja a törésmutatót. A törésmutatónak a sugárzás intenzitásától való függése van

Itt a szokásos törésmutató, a a nemlineáris törésmutató, és az arányossági tényező. A képlet további tagja lehet pozitív vagy negatív.

A törésmutató relatív változása viszonylag kicsi. Nál nél nemlineáris törésmutató. Azonban a törésmutató ilyen kis változásai is észrevehetők: a fény önfókuszálásának sajátos jelenségében nyilvánulnak meg.

Tekintsünk egy pozitív nemlineáris törésmutatójú közeget. Ebben az esetben a megnövekedett fényintenzitású területek egyidejűleg megnövekedett törésmutatójú területek. Valós lézersugárzás esetén az intenzitás eloszlása ​​a nyaláb keresztmetszetében általában nem egyenletes: az intenzitás a tengely mentén maximális, és a sugár szélei felé egyenletesen csökken, amint az a 2. ábrán látható. 185 tömör görbék. Hasonló eloszlás a törésmutató változását is leírja egy cella keresztmetszetében nemlineáris közeggel, amelynek tengelye mentén a lézersugár terjed. A sejttengely mentén a legnagyobb törésmutató fokozatosan csökken a falai felé (szaggatott görbék a 185. ábrán).

A lézerből a tengellyel párhuzamosan kilépő, változó törésmutatójú közegbe eső sugárnyaláb abba az irányba térül el, ahol az nagyobb. Ezért a megnövekedett intenzitás az OSP cella közelében a fénysugarak koncentrációjához vezet ebben a régióban, amely vázlatosan látható a keresztmetszeteken és az 1. ábrán. 185, és ez további növekedéshez vezet. Végül a nemlineáris közegen áthaladó fénysugár effektív keresztmetszete jelentősen csökken. A fény úgy halad át, mintha egy keskeny csatornán haladna át, megnövelt törésmutatóval. Így a lézersugár szűkül, és a nemlineáris közeg intenzív sugárzás hatására konvergáló lencseként működik. Ezt a jelenséget önfókuszálásnak nevezik. Megfigyelhető például a folyékony nitrobenzolban.

Rizs. 185. A sugárzás intenzitásának és törésmutatójának megoszlása ​​a lézersugarak keresztmetszetében a küvetta bejáratánál (a), a bemeneti vég közelében (), középen (), a küvetta kimeneti végénél ( )

Átlátszó szilárd anyagok törésmutatójának meghatározása

És folyadékok

Műszerek és tartozékok: fényszűrős mikroszkóp, síkpárhuzamos lemez, kereszt formájú AB jelzéssel; refraktométer márka "RL"; folyadékok halmaza.

Célkitűzés: határozza meg az üveg és a folyadékok törésmutatóit.

Üveg törésmutatójának meghatározása mikroszkóppal

Az átlátszó szilárd anyag törésmutatójának meghatározásához ebből az anyagból készült sík-párhuzamos lemezt használnak jelzéssel.

A jelölés két egymásra merőleges karcolásból áll, amelyek közül az egyik (A) a lemez aljára, a második (B) a lemez felső felületére kerül. A lemezt monokromatikus fénnyel világítják meg és mikroszkóp alatt vizsgálják. A
rizs. A 4.7. ábra a vizsgált lemez metszetét mutatja függőleges síkban.

Az AD és AE sugarak az üveg-levegő határfelületen történt megtörés után a DD1 és EE1 irányba mennek, és a mikroszkóp objektívébe esnek.

Az a megfigyelő, aki felülről nézi a lemezt, az A pontot látja a DD1 és EE1 sugarak folytatásának metszéspontjában, azaz. a C pontban.

Így az A pont a C pontban lévő megfigyelő számára úgy tűnik. Keressük meg a kapcsolatot a lemez anyagának n törésmutatója, d vastagsága és a lemez látszólagos vastagsága d1 között.

4.7 látható, hogy VD \u003d BCtgi, BD \u003d ABtgr, ahonnan

tgi/tgr = AB/BC,

ahol AB = d a lemezvastagság; BC = d1 látszólagos lemezvastagság.

Ha i és r szögek kicsik, akkor

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

azok. Sini/Sinr = d/d1.

A fénytörés törvényét figyelembe véve megkapjuk

A d/d1 mérése mikroszkóppal történik.

A mikroszkóp optikai sémája két rendszerből áll: egy megfigyelő rendszerből, amely egy objektívet és egy csőbe szerelt okulárt tartalmaz, valamint egy megvilágító rendszerből, amely egy tükörből és egy kivehető fényszűrőből áll. A képfókuszálás a cső mindkét oldalán található fogantyúk elforgatásával történik.

A jobb fogantyú tengelyén egy végtag mérleggel ellátott korong található.

A végtag b leolvasása a rögzített mutatóhoz viszonyítva meghatározza az objektív és a mikroszkóp tárgyasztal közötti h távolságot:

A k együttható azt jelzi, hogy a mikroszkópcső milyen magasságba mozdul el, ha a fogantyút 1°-kal elfordítják.

Az objektív átmérője ebben az összeállításban kicsi a h távolsághoz képest, így az objektívbe belépő legkülső nyaláb kis i szöget zár be a mikroszkóp optikai tengelyével.

A lemezben a fény r törési szöge kisebb, mint az i szög, azaz. szintén kicsi, ami megfelel a (4.5) feltételnek.

Munkarend

1. Helyezze a lemezt a mikroszkóp tárgyasztalára úgy, hogy az A és B ütések metszéspontja legyen (lásd az ábrát).

Törésmutató

4.7) a látómezőben volt.

2. Forgassa el az emelőszerkezet fogantyúját, hogy a csövet a legfelső helyzetbe emelje.

3. A szemlencsébe nézve lassan engedje le a mikroszkóp csövet a fogantyú elforgatásával, amíg a látómezőben a B karcolás tiszta képe nem jelenik meg, amely a lemez felső felületén van. Jegyezze fel a végtag b1 jelzését, amely arányos a mikroszkóp objektív és a lemez felső széle közötti h1 távolsággal: h1 = kb1 (ábra 1).

4. Folytassa a csövet simán leengedni, amíg tiszta képet nem kap az A karcról, ami a C pontban lévő megfigyelő számára úgy tűnik. Jegyezze fel a limbus új b2 értékét. Az objektív és a lemez felső felülete közötti h1 távolság arányos b2-vel:
h2 = kb2 (4.8. ábra, b).

A B és C pontok távolsága a lencsétől egyenlő, mivel a megfigyelő egyformán tisztán látja őket.

A h1-h2 cső elmozdulása megegyezik a lemez látszólagos vastagságával (ábra).

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

5. Mérje meg a d lemezvastagságot a löketek metszéspontjában. Ehhez helyezzen egy kiegészítő üveglapot 2 a tesztlap 1 alá (4.9. ábra), és engedje le a mikroszkóp csövet, amíg a lencse (enyhén) hozzá nem ér a tesztlaphoz. Figyelje meg a végtag jelzését a1. Távolítsa el a vizsgált lemezt, és engedje le a mikroszkóp csövét, amíg az objektív hozzá nem ér a lemezhez 2.

Megjegyzés jelzés a2.

Ezzel egyidejűleg a mikroszkóp objektíve a vizsgált lemez vastagságával megegyező magasságba süllyed, azaz.

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

6. Számítsa ki a lemez anyagának törésmutatóját a képlet segítségével!

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

7. Ismételje meg a fenti méréseket 3-5 alkalommal, számítsa ki az n átlagértéket, az rn és rn/n abszolút és relatív hibákat.

Folyadékok törésmutatójának meghatározása refraktométerrel

A törésmutatók meghatározására használt műszereket refraktométereknek nevezzük.

Az RL refraktométer általános nézete és optikai sémája az 1. ábrán látható. 4.10 és 4.11.

A folyadékok törésmutatójának RL refraktométerrel történő mérése a két különböző törésmutatójú közeg határfelületén áthaladó fény megtörésének jelenségén alapul.

Fénysugár (ábra.

4.11) egy 1 forrásból (izzólámpa vagy szórt nappali fény) tükör 2 segítségével a műszerházban lévő ablakon keresztül a 3 és 4 prizmából álló kettős prizmára irányítják, amelyek törésmutatójú üvegből készülnek. 1,540-ből.

A felső 3. világítóprizma AA felülete (ábra).

4.12, a) matt, és a folyadék megvilágítására szolgál a 3 és 4 prizma közötti résben vékony rétegben lerakódott szórt fénnyel. A 3 matt felület által szórt fény a vizsgált folyadék síkpárhuzamos rétegén halad át, ill. az alsó prizma 4 robbanóanyagának átlós felületére esik különböző
i szögek nulla és 90° között.

A robbanásveszélyes felületen a teljes belső fényvisszaverődés jelenségének elkerülése érdekében a vizsgált folyadék törésmutatója kisebb legyen, mint a 4. prizma üvegének törésmutatója, azaz.

kevesebb, mint 1540.

A 90°-os beesési szögű fénysugarat siklósugárnak nevezzük.

A folyékony üveg határfelületén megtört csúszónyaláb a 4-es prizmába megy a törésszöget korlátozó szögnél r stb.< 90о.

A csúszó gerenda törése a D pontban (lásd 4.12. ábra, a) megfelel a törvénynek

nst / nzh \u003d sinipr / sinrpr (4.11)

vagy nzh = nstsinrpr, (4.12)

mivel sinipr = 1.

A 4. prizma BC felületén a fénysugarak újra megtörnek, majd

Sini¢pr/sinr¢pr = 1/nst, (4.13)

r¢pr+i¢pr = i¢pr =a , (4.14)

ahol a a 4 prizma megtörő sugara.

A (4.12), (4.13), (4.14) egyenletrendszer együttes megoldásával olyan képletet kaphatunk, amely a vizsgált folyadék nzh törésmutatóját a sugárból kilépő nyaláb r'pr törési határszögével hozza összefüggésbe. prizma 4:

Ha a 4-es prizmából kilépő sugarak útjába helyezünk egy céltávcsövet, akkor a látómező alsó része megvilágított, a felső része pedig sötét lesz. A világos és sötét mezők határfelületét r¢pr korlátozó törésszögű sugarak alkotják. Ebben a rendszerben nincsenek r¢pr-nél kisebb törésszögű sugarak (ábra.

Ezért az r¢pr értéke és a chiaroscuro határ helyzete csak a vizsgált folyadék nzh törésmutatójától függ, mivel az nst és a állandó értékek ebben az eszközben.

Az nst, a és r¢pr ismeretében lehetséges az nzh kiszámítása a (4.15) képlet segítségével. A gyakorlatban a (4.15) képletet használják a refraktométer skála kalibrálására.

9-es skálán (lásd

rizs. 4.11), az ld = 5893 Å törésmutató értékei a bal oldalon vannak ábrázolva. A 10 - 11 szemlencse előtt egy (--) jelzéssel ellátott 8 lemez található.

Az okulár és a 8. tábla skála mentén történő mozgatásával elérhető, hogy a jel igazodjon a sötét és világos látómező közötti választóvonalhoz.

A 9-es beosztású skála jelöléssel egybeeső osztása adja meg a vizsgált folyadék nzh törésmutatójának értékét. A 6. objektív és a 10-11. okulár egy távcsövet alkot.

A 7 forgóprizma megváltoztatja a sugár irányát, és a szemlencsébe irányítja azt.

Az üveg és a vizsgált folyadék diszperziója miatt a sötét és világos mezők közötti egyértelmű választóvonal helyett fehér fényben megfigyelve irizáló csíkot kapunk. Ennek a hatásnak a kiküszöbölésére az 5 diszperziókompenzátort a teleszkóp lencséje elé szerelik. A kompenzátor fő része egy prizma, amely három prizmából van ragasztva, és a távcső tengelyéhez képest elfordulhat.

A prizma és anyaguk törésszögét úgy választjuk meg, hogy ld = 5893 Å hullámhosszú sárga fény törés nélkül haladjon át rajtuk. Ha a kompenzáló prizmát a színes sugarak útjára úgy helyezzük el, hogy a szórása egyenlő nagyságú, de ellentétes előjelű a mérőprizma és a folyadék szórásával, akkor a teljes diszperzió nulla lesz. Ebben az esetben a fénysugarak egy fehér nyalábbá gyűlnek össze, amelynek iránya egybeesik a korlátozó sárga sugár irányával.

Így amikor a kompenzáló prizma forog, a színárnyalat színe megszűnik. Az 5 prizmával együtt a 12 diszperziós szár a rögzített mutatóhoz képest elfordul (lásd 4.10. ábra). A végtag Z elfordulási szöge lehetővé teszi a vizsgált folyadék átlagos diszperziójának értékét.

A tárcsaskálát beosztással kell ellátni. Az ütemterv a telepítéshez mellékelve.

Munkarend

1. Emelje fel a 3. prizmát, helyezzen 2-3 csepp tesztfolyadékot a 4. prizma felületére, és engedje le a 3. prizmát (lásd 4.10. ábra).

3. Az okuláris célzással éles képet kell készíteni a léptékről és a látómezők közötti interfészről.

4. Az 5 kompenzátor 12 fogantyújának elforgatásával semmisítse meg a látómezők közötti felület színes elszíneződését.

Az okulárt a skála mentén mozgatva igazítsa a jelet (--) a sötét és világos mező határához, és jegyezze fel a folyadékindex értékét.

6. Vizsgálja meg a javasolt folyadékkészletet, és értékelje a mérési hibát!

7. Minden mérés után törölje le a prizmák felületét desztillált vízbe áztatott szűrőpapírral.

tesztkérdések

1.opció

Határozza meg egy közeg abszolút és relatív törésmutatóját.

2. Rajzolja meg a sugarak útját két közeg interfészén keresztül (n2> n1 és n2< n1).

3. Állítson össze összefüggést az n törésmutatóval a lemez d vastagságával és látszólagos vastagságával d¢.

4. Egy feladat. Egyes anyagok teljes belső visszaverődésének határszöge 30°.

Keresse meg ennek az anyagnak a törésmutatóját.

Válasz: n=2.

2. lehetőség

1. Mi a teljes belső reflexió jelensége?

2. Ismertesse az RL-2 refraktométer felépítését és működési elvét!

3. Ismertesse a kompenzátor szerepét a refraktométerben!

4. Egy feladat. Egy villanykörtét leeresztenek egy kerek tutaj közepéről 10 m mélyre. Keresse meg a tutaj minimális sugarát, miközben a villanykörte egyetlen sugara sem érheti el a felszínt.

Válasz: R = 11,3 m.

TÖRÉSINDEX, vagy TÖRŐTARTÓ, egy absztrakt szám, amely egy átlátszó közeg törőképességét jellemzi. A törésmutatót latin π betűvel jelöljük, és az üregből egy adott átlátszó közegbe belépő nyaláb beesési szöge szinuszának és a törésszög szinuszának arányaként definiálható:

n = sin α/sin β = const vagy az üregbeli fénysebesség és az adott átlátszó közegben lévő fénysebesség aránya: n = c/νλ az üregből az adott átlátszó közegbe.

A törésmutatót a közeg optikai sűrűségének mértékének tekintik

Az így meghatározott törésmutatót abszolút törésmutatónak nevezzük, ellentétben a relatív törésmutatóval.

e) megmutatja, hogy a fény terjedési sebessége hányszorosára lassul le, ha a törésmutatója áthalad, amelyet a beesési szög szinuszának és a törésszög szinuszának aránya határoz meg, amikor a sugár egy közegből halad át. sűrűség egy másik sűrűségű közeghez. A relatív törésmutató megegyezik az abszolút törésmutatók arányával: n = n2/n1, ahol n1 és n2 az első és a második közeg abszolút törésmutatója.

Az összes test abszolút törésmutatója - szilárd, folyékony és gáznemű - nagyobb egynél, és 1 és 2 között mozog, és csak ritka esetekben haladja meg a 2-es értéket.

A törésmutató mind a közeg tulajdonságaitól, mind a fény hullámhosszától függ, és a hullámhossz csökkenésével növekszik.

Ezért a p betűhöz indexet rendelünk, amely jelzi, hogy az indikátor melyik hullámhosszra vonatkozik.

TÖRÉSINDEX

Például a TF-1 üveg esetében a törésmutató a spektrum vörös részén nC=1,64210, az ibolya részében pedig nG’=1,67298.

Néhány átlátszó test törésmutatói

Levegő - 1,000292

Víz - 1,334

Éter - 1,358

Etil-alkohol - 1,363

Glicerin - 1,473

Szerves üveg (plexi) - 1, 49

benzol - 1,503

(Korona üveg - 1,5163

Fenyő (kanadai), balzsam 1,54

Nehéz koronás üveg - 1, 61 26

Tőkeüveg - 1,6164

Szén-diszulfid - 1,629

Üveg nehéz kovakő - 1, 64 75

Monobróm-naftalin - 1,66

Az üveg a legnehezebb kovakő – 1,92

Gyémánt - 2,42

A spektrum különböző részeinél a törésmutató különbsége a kromatizmus oka, i.e.

a fehér fény bomlása, amikor áthalad a megtörő részeken - lencséken, prizmákon stb.

41. labor

Folyadékok törésmutatójának meghatározása refraktométerrel

A munka célja: folyadékok törésmutatójának meghatározása teljes belső visszaverődés módszerével refraktométerrel IRF-454B; az oldat törésmutatójának koncentrációjától való függésének vizsgálata.

Telepítési leírás

Amikor a nem monokromatikus fény megtörik, az összetevő színekre bomlik spektrummá.

Ez a jelenség egy anyag törésmutatójának a fény frekvenciától (hullámhosszától) való függéséből adódik, és fénydiszperziónak nevezik.

Egy közeg törőképességét a hullámhosszon mért törésmutatóval szokás jellemezni λ \u003d 589,3 nm (két közeli sárga vonal hullámhosszának átlaga a nátriumgőz-spektrumban).

60. Milyen módszereket alkalmaznak az atomabszorpciós elemzésben az oldatban lévő anyagok koncentrációjának meghatározására?

Ezt a törésmutatót jelöljük nD.

A variancia mértéke az átlagos variancia, amelyet a különbség ( nF-nC), ahol nF az anyag törésmutatója egy hullámhosszon λ = 486,1 nm (kék vonal a hidrogén-spektrumban), nC az anyag törésmutatója λ - 656,3 nm (piros vonal a hidrogén spektrumában).

Egy anyag fénytörését a relatív diszperzió értékével jellemezzük:
A kézikönyvek általában megadják a relatív diszperzió reciprokát, azaz.

e.
,ahol a diszperziós együttható vagy az Abbe-szám.

A folyadékok törésmutatójának meghatározására szolgáló készülék egy refraktométerből áll IRF-454B az indikátor mérési határértékeivel; fénytörés nD 1,2 és 1,7 közötti tartományban; tesztfolyadék, törlőkendők prizmák felületének törléséhez.

Refraktométer IRF-454B egy olyan vizsgálóműszer, amelyet folyadékok törésmutatójának közvetlen mérésére, valamint a folyadékok átlagos laboratóriumi diszperziójának meghatározására terveztek.

A készülék működési elve IRF-454B a teljes belső fényvisszaverődés jelenségén alapul.

A készülék sematikus diagramja az ábrán látható. egy.

A vizsgált folyadékot az 1. és 2. prizma két lapja közé helyezzük. A 2. prizma jól polírozott felülettel AB mérő, és az 1. prizma matt felületű DE1 NÁL NÉL1 - világítás. A fényforrásból érkező sugarak a szélére esnek DE1 TÓL TŐL1 , megtörik, matt felületre esnek DE1 NÁL NÉL1 és szétszórva ez a felület.

Ezután áthaladnak a vizsgált folyadék rétegén, és a felszínre esnek. AB prizmák 2.

A fénytörés törvénye szerint
, ahol
és a folyadékban, illetve a prizmában lévő sugarak törésszöge.

A beesési szög növekedésével
törésszög is növekszik és eléri maximális értékét
, mikor
, t.

például amikor egy folyadékban lévő sugár átcsúszik egy felületen AB. Következésképpen,
. Így a 2 prizmából kilépő sugarak egy bizonyos szögre korlátozódnak
.

A folyadékból a 2 prizmába nagy szögben érkező sugarak teljes belső visszaverődésen mennek keresztül a határfelületen ABés ne menjen át prizmán.

A vizsgált eszköz folyadékok, a törésmutató tanulmányozására szolgál ami kisebb a törésmutatónál A 2. prizma tehát a folyadék és az üveg határán megtört minden irányú sugarak bejutnak a prizmába.

Nyilvánvaló, hogy a prizmának a nem átvitt sugaraknak megfelelő része elsötétül. A prizmából kilépő sugarak útján elhelyezett 4-es teleszkópban megfigyelhető a látómező világos és sötét részekre osztása.

A prizmarendszer 1-2 elforgatásával a világos és a sötét mező közötti határ a távcső okulárjának szálainak keresztjével kombinálódik. Az 1-2 prizmarendszerhez törésmutató értékekben kalibrált skálát társítunk.

A skála a cső látómezőjének alsó részén található, és ha a látómező szakaszát a szálak kereszttel kombinálják, megadja a folyadék törésmutatójának megfelelő értékét. .

A szóródás miatt fehér fényben a látómező felülete színes lesz. Az elszíneződés kiküszöbölésére, valamint a vizsgált anyag átlagos diszperziójának meghatározására a 3. kompenzátort használjuk, amely két ragasztott közvetlen látó prizmarendszerből (Amici prizmák) áll.

A prizmák egy precíz forgó mechanikus eszközzel egyidejűleg különböző irányokba forgathatók, ezáltal megváltoztatható a kompenzátor belső diszperziója és kiküszöbölhető az optikai rendszeren keresztül megfigyelhető látómező elszíneződése 4. A kompenzátorhoz skálával ellátott dob ​​csatlakozik. , amely meghatározza a diszperziós paramétert, amely lehetővé teszi az átlagos diszperziós anyagok kiszámítását.

Munkarend

A készüléket úgy állítsa be, hogy a forrásból (izzólámpa) érkező fény a megvilágító prizmába kerüljön, és egyenletesen világítsa meg a látómezőt.

2. Nyissa ki a mérőprizmát.

Vigyen fel néhány csepp vizet a felületére üvegrúddal, és óvatosan zárja le a prizmát. A prizmák közötti rést egyenletesen ki kell tölteni vékony vízréteggel (erre külön figyelmet kell fordítani).

A készülék skálával ellátott csavarjával szüntesse meg a látómező elszíneződését, és kapjon éles határt a fény és az árnyék között. Igazítsa egy másik csavar segítségével a készülék szemlencséjének referenciakeresztjéhez. Határozza meg a víz törésmutatóját a szemlencse skáláján ezred pontossággal.

Hasonlítsa össze a kapott eredményeket a vízre vonatkozó referenciaadatokkal. Ha a mért és a táblázatos törésmutató közötti különbség nem haladja meg a ± 0,001-et, akkor a mérést helyesen végeztük.

1. Feladat

1. Készítsen konyhasó oldatot ( NaCl) az oldhatósági határhoz közeli koncentrációval (például C = 200 g/liter).

Mérjük meg a kapott oldat törésmutatóját!

3. Az oldat egész számú hígításával kapja meg az indikátor függőségét; refrakciót az oldat koncentrációjától, és töltse ki a táblázatot. egy.

Asztal 1

Egy gyakorlat. Hogyan lehet csak hígítással elérni az oldat koncentrációját, amely megegyezik a maximális (kezdeti) 3/4-ével?

Nyomtatási függőségi grafikon n=n(C). A kísérleti adatok további feldolgozását a tanár utasítása szerint kell elvégezni.

Kísérleti adatok feldolgozása

a) Grafikus módszer

A grafikonból határozza meg a meredekséget NÁL NÉL, amely a kísérlet körülményei között az oldott anyagot és az oldószert fogja jellemezni.

2. Határozza meg az oldat koncentrációját a grafikon segítségével! NaCl a laboráns adja meg.

b) Analitikai módszer

Számítsa ki a legkisebb négyzetekkel DE, NÁL NÉLés SB.

A talált értékek szerint DEés NÁL NÉL határozza meg az átlagot
oldatkoncentráció NaCl a laboráns adja meg

tesztkérdések

a fény szórása. Mi a különbség a normál és az abnormális diszperzió között?

2. Mi a teljes belső reflexió jelensége?

3. Miért lehetetlen ezzel a beállítással megmérni egy prizma törésmutatójánál nagyobb folyadék törésmutatóját?

4. Miért a prizma lapja DE1 NÁL NÉL1 mattítani?

Degradáció, Index

Pszichológiai enciklopédia

Egy módszer a szellemi leépülés mértékének felmérésére! a Wexler-Bellevue teszttel mért függvények. Az index azon a megfigyelésen alapul, hogy egyes képességek teszttel mért fejlettségi szintje az életkorral csökken, míg másoknak nem.

Index

Pszichológiai enciklopédia

- index, névregiszter, cím, stb. A pszichológiában digitális mutató a jelenségek számszerűsítésére és jellemzésére.

Mitől függ egy anyag törésmutatója?

Index

Pszichológiai enciklopédia

1. Legáltalánosabb jelentés: bármi, ami jelölésre, azonosításra vagy irányításra szolgál; jelzések, feliratok, jelek vagy szimbólumok. 2. Egy képlet vagy szám, gyakran tényezőként kifejezve, amely valamilyen összefüggést mutat az értékek vagy a mérések, vagy a…

Társasság, Index

Pszichológiai enciklopédia

Olyan tulajdonság, amely kifejezi az ember társaságiságát. Egy szociogram például – többek között – egy csoport különböző tagjainak szociabilitásáról ad értékelést.

Kiválasztás, Index

Pszichológiai enciklopédia

Egy képlet egy adott teszt vagy tesztelem erejének értékelésére az egyének egymástól való megkülönböztetésében.

Megbízhatóság, Index

Pszichológiai enciklopédia

Egy statisztika, amely becslést ad a tesztből kapott tényleges értékek és az elméletileg helyes értékek közötti korrelációról.

Ezt az indexet r értékeként adjuk meg, ahol r a számított biztonsági tényező.

Előrejelzési hatékonyság, index

Pszichológiai enciklopédia

Annak mértéke, hogy az egyik változóra vonatkozó ismeretek milyen mértékben használhatók fel egy másik változóra vonatkozó előrejelzések készítésére, feltéve, hogy ezeknek a változóknak a korrelációja ismert. Általában szimbolikus formában ezt E-vel fejezzük ki, az indexet 1 - ((...

Szavak, Index

Pszichológiai enciklopédia

Általános kifejezés a szavak írott és/vagy beszélt nyelvben való szisztematikus előfordulási gyakoriságára.

Az ilyen indexek gyakran meghatározott nyelvi területekre korlátozódnak, pl. első osztályos tankönyvekre, szülő-gyermek interakciókra. A becslések azonban ismertek...

Testszerkezetek, Index

Pszichológiai enciklopédia

Eysenck által javasolt testmérés a magasság és a mellkaskörfogat aránya alapján.

Azokat, akiknek a pontszáma a "normális" tartományba esett, mezomorfoknak, a szóráshatáron belüli vagy az átlag felettieket leptomorfoknak, azokat pedig, amelyek a szórásban vagy...

A №24 ELŐADÁSHOZ

"MŰSZERES ANALÍZIS MÓDSZEREK"

REFRAKTOMETRIA.

Irodalom:

1. V.D. Ponomarev "Analitikai kémia" 1983 246-251

2. A.A. Iscsenko "Analitikai kémia", 2004, 181-184.

REFRAKTOMETRIA.

A refraktometria az egyik legegyszerűbb fizikai elemzési módszer, amely minimális mennyiségű analitot igényel, és nagyon rövid idő alatt elvégezhető.

Refraktometria- a fénytörés vagy fénytörés jelenségén alapuló módszer i.e.

a fény terjedési irányának változása az egyik közegből a másikba való átmenet során.

A fénytörés, valamint a fényelnyelés a közeggel való kölcsönhatás következménye.

A refraktometria szó jelentése dimenzió fénytörés, amelyet a törésmutató értékével becsülnek meg.

Törésmutató értéke n attól függ

1) az anyagok és rendszerek összetételéről,

2) innen milyen koncentrációban és milyen molekulákkal találkozik a fénysugár útjában, mert

A fény hatására a különböző anyagok molekulái eltérő módon polarizálódnak. Ezen a függőségen alapul a refraktometriás módszer.

Ennek a módszernek számos előnye van, melynek eredményeként széles körben alkalmazható mind a kémiai kutatásban, mind a technológiai folyamatok irányításában.

1) A törésmutatók mérése egy nagyon egyszerű folyamat, amelyet pontosan, minimális idő és anyagmennyiség ráfordításával hajtanak végre.

2) A refraktométerek általában 10%-os pontosságot biztosítanak a fény törésmutatójának és az analittartalomnak a meghatározásában.

A refraktometriás módszer az eredetiség és tisztaság ellenőrzésére, az egyes anyagok azonosítására, a szerves és szervetlen vegyületek szerkezetének meghatározására szolgál az oldatok vizsgálatánál.

A refraktometriát kétkomponensű oldatok összetételének meghatározására és háromkomponensű rendszerek esetén alkalmazzák.

A módszer fizikai alapja

TÖRÉSJELZŐ.

Minél nagyobb a fénysugár eltérése az eredeti irányától az egyik közegből a másikba való átmenet során, annál nagyobb a különbség a fény terjedési sebessége között két

ezeket a környezeteket.

Tekintsük egy fénysugár törését bármely két átlátszó közeg I és II határán (lásd az ábrát).

Rizs.). Egyezzünk meg abban, hogy a II. közegnek nagyobb a törőereje, és ezért n1és n2- a megfelelő közeg fénytörését mutatja. Ha az I közeg nem vákuum és nem levegő, akkor a fénysugár beesési szögének sin és a törésszög sin aránya adja az n rel relatív törésmutató értékét. Az n rel értéke.

Mi az üveg törésmutatója? És mikor kell tudni?

a vizsgált közeg törésmutatóinak arányaként is definiálható.

nrel. = —— = —

A törésmutató értéke attól függ

1) az anyagok természete

Az anyag természetét ebben az esetben molekuláinak fény hatására deformálhatósága - a polarizálhatóság mértéke - határozza meg.

Minél intenzívebb a polarizálhatóság, annál erősebb a fénytörés.

2)beeső fény hullámhossza

A törésmutató mérését 589,3 nm-es fényhullámhosszon (a nátrium-spektrum D vonala) végezzük.

A törésmutatónak a fény hullámhosszától való függését diszperziónak nevezzük.

Minél rövidebb a hullámhossz, annál nagyobb a fénytörés. Ezért a különböző hullámhosszú sugarak eltérően törnek meg.

3)hőfok amelynél a mérés történik. A törésmutató meghatározásának előfeltétele a hőmérsékleti rendszer betartása. A meghatározást jellemzően 20±0,30 C-on végezzük.

A hőmérséklet emelkedésével a törésmutató csökken, a hőmérséklet csökkenésével pedig nő..

A hőmérséklet-korrekciót a következő képlet segítségével számítjuk ki:

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

nt- Viszlát törésmutató egy adott hőmérsékleten,

n20 - törésmutató 200°C-on

A hőmérséklet hatása a gázok és folyadékok törésmutatóira a térfogattágulási együttható értékeivel függ össze.

Az összes gáz és folyadék térfogata melegítéskor növekszik, a sűrűség csökken, és ennek következtében az indikátor csökken

A 200 C-on mért törésmutatót és 589,3 nm-es fényhullámhosszt az index jelzi nD20

Egy homogén kétkomponensű rendszer törésmutatójának állapotától való függését kísérleti úton állapítják meg, számos szabványos rendszer (például oldatok) törésmutatójának meghatározásával, amelyekben ismert a komponensek tartalma.

4) az anyag koncentrációja az oldatban.

Számos anyag vizes oldatánál megbízhatóan mérték a különböző koncentrációjú és hőmérsékletű törésmutatókat, és ezekben az esetekben referenciaadatok használhatók. refraktometriás táblázatok.

A gyakorlat azt mutatja, hogy ha az oldott anyag tartalma nem haladja meg a 10-20%-ot, akkor a grafikus módszer mellett nagyon sok esetben lehet használni. lineáris egyenlet, például:

n=nem+FC,

n- az oldat törésmutatója,

nem a tiszta oldószer törésmutatója,

C— az oldott anyag koncentrációja, %

F-empirikus együttható, melynek értéke megtalálható

ismert koncentrációjú oldatok törésmutatóinak meghatározásával.

REFRAKTOMÉTEREK.

A refraktométerek a törésmutató mérésére használt eszközök.

Ezeknek a műszereknek 2 típusa van: Abbe típusú refraktométer és Pulfrich típusú. Mind ezekben, mind más esetekben a mérések a törésszög határértékének meghatározásán alapulnak. A gyakorlatban különféle rendszerek refraktométereit használják: laboratóriumi RL, univerzális RLU stb.

A desztillált víz törésmutatója n0 = 1,33299, a gyakorlatban ezt a mutatót n0-nak tekintik. =1,333.

A refraktométerek működési elve a törésmutató meghatározásán alapul a korlátozó szög módszerrel (a fény teljes visszaverődési szöge).

Kézi refraktométer

Refraktométer Abbe