Ako nájsť vzorec indexu lomu. Zákon lomu svetla
Oblasti použitia refraktometrie.
Zariadenie a princíp činnosti refraktometra IRF-22.
Pojem index lomu.
Plán
Refraktometria. Charakteristika a podstata metódy.
Na identifikáciu látok a kontrolu ich čistoty použite
refraktor.
Index lomu látky- hodnota rovnajúca sa pomeru fázových rýchlostí svetla (elektromagnetického vlnenia) vo vákuu a videného prostredia.
Index lomu závisí od vlastností látky a vlnovej dĺžky
elektromagnetická radiácia. Pomer sínusu uhla dopadu vzhľadom k
normála vedená k rovine lomu (α) lúča k sínusu uhla lomu
lom (β) pri prechode lúča z média A do média B sa nazýva relatívny index lomu pre túto dvojicu médií.
Hodnota n je relatívny index lomu média B podľa
vo vzťahu k prostrediu A, a
Relatívny index lomu média A vzhľadom na
Index lomu lúča dopadajúceho na médium z airlessu
tento priestor sa nazýva jeho absolútny index lomu resp
jednoducho index lomu daného média (tabuľka 1).
Tabuľka 1 - Indexy lomu rôznych médií
Kvapaliny majú index lomu v rozmedzí 1,2-1,9. Pevné
látky 1,3-4,0. Niektoré minerály nemajú presnú hodnotu ukazovateľa
pre refrakciu. Jeho hodnota je v určitej "vidličke" a určuje
kvôli prítomnosti nečistôt v kryštálovej štruktúre, ktorá určuje farbu
kryštál.
Identifikácia minerálu podľa "farby" je náročná. Minerál korund teda existuje vo forme rubínu, zafíru, leukozafíru, ktoré sa líšia
index lomu a farba. Červené korundy sa nazývajú rubíny
(prímes chrómu), bezfarebná modrá, svetlomodrá, ružová, žltá, zelená,
fialová - zafíry (nečistoty kobaltu, titánu atď.). Svetlé farby
nye zafíry alebo bezfarebný korund sa nazýva leukozafír (široko
používa sa v optike ako svetelný filter). Index lomu týchto kryštálov
stánok leží v rozmedzí 1,757-1,778 a je základom pre identifikáciu
Obrázok 3.1 - Ruby Obrázok 3.2 - Zafírovo modrá
Organické a anorganické kvapaliny majú tiež charakteristické hodnoty indexu lomu, ktoré ich charakterizujú ako chemické
nové zlúčeniny a kvalita ich syntézy (tabuľka 2):
Tabuľka 2 - Indexy lomu niektorých kvapalín pri 20 °C
4.2. Refraktometria: pojem, princíp.
Metóda štúdia látok založená na stanovení indikátora
(koeficient) lomu (refrakcie) sa nazýva refraktometria (od
lat. refractus – lomený a grécky. metero - meriam). Refraktometria
(refraktometrická metóda) sa používa na identifikáciu chemikálií
zlúčenín, kvantitatívna a štrukturálna analýza, stanovenie fyzikálno-
chemické parametre látok. Implementovaný princíp refraktometrie
v Abbe refraktometroch, znázornených na obrázku 1.
Obrázok 1 - Princíp refraktometrie
Blok hranolov Abbe pozostáva z dvoch pravouhlých hranolov: osvetľovacích
telo a meranie, zložené preponami tváre. iluminátor -
hranol má drsnú (matnú) preponu a je určený
chena na osvetlenie tekutej vzorky umiestnenej medzi hranoly.
Rozptýlené svetlo prechádza planparalelnou vrstvou skúmanej kvapaliny a láme sa v kvapaline a dopadá na merací hranol. Merací hranol je vyrobený z opticky hustého skla (ťažký pazúrik) a má index lomu väčší ako 1,7. Z tohto dôvodu Abbe refraktometer meria n hodnoty menšie ako 1,7. Zväčšenie meracieho rozsahu indexu lomu je možné dosiahnuť len výmenou meracieho hranola.
Skúšobná vzorka sa naleje na preponu meracieho hranola a pritlačí sa proti osvetľovaciemu hranolu. V tomto prípade zostáva medzi hranolmi, v ktorých sa vzorka nachádza, medzera 0,1-0,2 mm a cez
ktorý prechádza lomom svetla. Na meranie indexu lomu
využiť fenomén totálneho vnútorného odrazu. Spočíva v
Ďalšie.
Ak lúče 1, 2, 3 dopadnú na rozhranie medzi dvoma médiami, potom v závislosti od
uhol dopadu pri ich pozorovaní v refrakčnom prostredí bude
pozoruje sa prítomnosť prechodu oblastí rôzneho osvetlenia. Je to spojené
s dopadom nejakej časti svetla na hranicu lomu pod uhlom cca.
kim na 90° vzhľadom na normál (lúč 3). (Obrázok 2).
Obrázok 2 - Obrázok lomených lúčov
Táto časť lúčov sa neodráža a preto tvorí ľahší objekt.
lom. Lúče s menšími uhlami vnímajú a odrážajú
a lom. Preto sa vytvára oblasť s menším osvetlením. V objeme
na šošovke je viditeľná hraničná čiara totálneho vnútorného odrazu, poz
čo závisí od refrakčných vlastností vzorky.
Eliminácia javu disperzie (zafarbenie rozhrania medzi dvoma plochami osvetlenia vo farbách dúhy v dôsledku použitia komplexného bieleho svetla v Abbe refraktometroch) je dosiahnuté použitím dvoch Amici hranolov v kompenzátore, ktoré sú osadené v ďalekohľad. Zároveň sa do šošovky premieta mierka (obrázok 3). Na analýzu stačí 0,05 ml tekutiny.
Obrázok 3 - Pohľad cez okulár refraktometra. (Správna mierka odráža
koncentrácia meranej zložky v ppm)
Okrem analýzy jednozložkových vzoriek sú široko analyzované
dvojzložkové systémy (vodné roztoky, roztoky látok, v ktorých
alebo rozpúšťadlo). V ideálnych dvojzložkových systémoch (tvarovanie-
bez zmeny objemu a polarizovateľnosti komponentov), je znázornená závislosť
index lomu kompozície je blízky lineárnemu, ak je kompozícia vyjadrená v termínoch
objemové zlomky (percentá)
kde: n, n1, n2 - indexy lomu zmesi a zložiek,
V1 a V2 sú objemové podiely zložiek (V1 + V2 = 1).
Vplyv teploty na index lomu je určený dvoma
faktory: zmena počtu kvapalných častíc na jednotku objemu a
závislosť polarizovateľnosti molekúl od teploty. Druhým faktorom sa stal
sa stáva významným len pri veľmi veľkých zmenách teploty.
Teplotný koeficient indexu lomu je úmerný teplotnému koeficientu hustoty. Pretože všetky kvapaliny sa pri zahrievaní rozťahujú, ich indexy lomu sa znižujú so zvyšujúcou sa teplotou. Teplotný koeficient závisí od teploty kvapaliny, ale v malých teplotných intervaloch ho možno považovať za konštantný. Z tohto dôvodu väčšina refraktometrov nemá reguláciu teploty, avšak niektoré konštrukcie umožňujú
regulácia teploty vody.
Lineárna extrapolácia indexu lomu so zmenami teploty je prijateľná pre malé teplotné rozdiely (10 - 20°C).
Presné stanovenie indexu lomu v širokom rozsahu teplôt sa vykonáva podľa empirických vzorcov vo forme:
nt=n0+at+bt2+…
Pre roztokovú refraktometriu v širokom rozsahu koncentrácií
použiť tabuľky alebo empirické vzorce. Závislosť displeja -
index lomu vodných roztokov určitých látok na koncentráciu
je blízka lineárnej a umožňuje určiť koncentrácie týchto látok v
vody v širokom rozsahu koncentrácií (obrázok 4) pomocou lomu
počítadlá.
Obrázok 4 - Index lomu niektorých vodných roztokov
Zvyčajne sa pomocou refraktometrov s presnosťou stanoví n kvapalných a pevných telies
do 0,0001. Najbežnejšie sú Abbe refraktometre (obrázok 5) s hranolovými blokmi a disperznými kompenzátormi, ktoré umožňujú určiť nD v „bielom“ svetle na stupnici alebo digitálnom indikátore.
Obrázok 5 - Abbe refraktometer (IRF-454; IRF-22)
Index lomu
Index lomu látky - hodnota rovnajúca sa pomeru fázových rýchlostí svetla (elektromagnetického vlnenia) vo vákuu a v danom prostredí. O indexe lomu sa niekedy hovorí aj pre akékoľvek iné vlny, napríklad zvuk, hoci v prípadoch, ako je ten druhý, musí byť definícia, samozrejme, nejako upravená.
Index lomu závisí od vlastností látky a vlnovej dĺžky žiarenia, pri niektorých látkach sa index lomu mení pomerne silno, keď sa frekvencia elektromagnetických vĺn mení z nízkych frekvencií na optické a ďalej, a môže sa tiež meniť v určitých oblasti frekvenčnej stupnice. Predvolený je zvyčajne optický rozsah alebo rozsah určený kontextom.
Odkazy
- Databáza indexu lomu RefractiveIndex.INFO
Nadácia Wikimedia. 2010.
Pozrite sa, čo je "Index lomu" v iných slovníkoch:
Vo vzťahu k dvom médiám n21, bezrozmerný pomer rýchlostí šírenia optického žiarenia (c veta a) v prvom (c1) a druhom (c2) médiu: n21=c1/c2. Zároveň odkazuje. P. p. je pomer sínusov g a pádu j a pri g l ... ... Fyzická encyklopédia
Pozri index lomu...
Pozri index lomu. * * * INDEX LOMU INDEX lomu, pozri Index lomu (pozri INDEX lomu) … encyklopedický slovník- INDEX lomu, hodnota charakterizujúca prostredie a rovná sa pomeru rýchlosti svetla vo vákuu k rýchlosti svetla v médiu (absolútny index lomu). Index lomu n závisí od dielektrika e a magnetickej permeability m ... ... Ilustrovaný encyklopedický slovník
- (pozri REFRAKTÍVNY INDIKÁTOR). Fyzický encyklopedický slovník. Moskva: Sovietska encyklopédia. Šéfredaktor A. M. Prochorov. 1983... Fyzická encyklopédia
Pozri index lomu... Veľká sovietska encyklopédia
Pomer rýchlosti svetla vo vákuu k rýchlosti svetla v médiu (absolútny index lomu). Relatívny index lomu 2 prostredí je pomer rýchlosti svetla v prostredí, z ktorého svetlo dopadá na rozhranie k rýchlosti svetla v druhom ... ... Veľký encyklopedický slovník
Lístok 75.
Zákon odrazu svetla: dopadajúci a odrazený lúč, ako aj kolmica na rozhranie medzi dvoma médiami, obnovená v bode dopadu lúča, ležia v rovnakej rovine (rovine dopadu). Uhol odrazu γ sa rovná uhlu dopadu α.
Zákon lomu svetla: dopadajúci a lomený lúč, ako aj kolmica na rozhranie medzi dvoma médiami, obnovená v bode dopadu lúča, ležia v rovnakej rovine. Pomer sínusu uhla dopadu α k sínusu uhla lomu β je konštantná hodnota pre dve dané prostredia:
Zákony odrazu a lomu sú vysvetlené vo vlnovej fyzike. Podľa vlnových konceptov je refrakcia dôsledkom zmeny rýchlosti šírenia vlny pri prechode z jedného prostredia do druhého. Fyzikálny význam indexu lomu je pomer rýchlosti šírenia vĺn v prvom prostredí υ 1 k rýchlosti ich šírenia v druhom prostredí υ 2:
Obrázok 3.1.1 znázorňuje zákony odrazu a lomu svetla.
Prostredie s nižším absolútnym indexom lomu sa nazýva opticky menej husté.
Keď svetlo prechádza z opticky hustejšieho prostredia do opticky menej hustého n 2< n 1 (например, из стекла в воздух) можно наблюдать fenomén úplného odrazu, teda zmiznutie lomeného lúča. Tento jav je pozorovaný pri uhloch dopadu presahujúcich určitý kritický uhol α pr, ktorý sa nazýva hraničný uhol celkového vnútorného odrazu(pozri obr. 3.1.2).
Pre uhol dopadu α = α pr sin β = 1; hodnota sin α pr \u003d n 2 / n 1< 1.
Ak je druhým médiom vzduch (n 2 ≈ 1), potom je vhodné prepísať vzorec ako
Fenomén úplného vnútorného odrazu nachádza uplatnenie v mnohých optických zariadeniach. Najzaujímavejšou a prakticky najdôležitejšou aplikáciou je vytváranie vláknových svetlovodov, čo sú tenké (od niekoľkých mikrometrov až po milimetre) ľubovoľne ohýbané vlákna z opticky priehľadného materiálu (sklo, kremeň). Svetlo dopadajúce na koniec vlákna sa môže pozdĺž neho šíriť na veľké vzdialenosti v dôsledku úplného vnútorného odrazu od bočných plôch (obr. 3.1.3). Vedecký a technický smer, ktorý sa podieľa na vývoji a aplikácii optických svetlovodov, sa nazýva vláknová optika.
Dispe "rsiya light" to (rozklad svetla)- je to jav v dôsledku závislosti absolútneho indexu lomu látky na frekvencii (alebo vlnovej dĺžke) svetla (frekvenčná disperzia), alebo to isté, závislosti fázovej rýchlosti svetla v látke na vlnová dĺžka (alebo frekvencia). Experimentálne objavený Newtonom okolo roku 1672, hoci teoreticky dobre vysvetlený oveľa neskôr.
Priestorový rozptyl je závislosť tenzora permitivity prostredia od vlnového vektora. Táto závislosť spôsobuje množstvo javov nazývaných efekty priestorovej polarizácie.
Jeden z najjasnejších príkladov rozptylu - rozklad bieleho svetla pri prechode cez hranol (Newtonov experiment). Podstatou javu disperzie je rozdiel v rýchlostiach šírenia svetelných lúčov s rôznymi vlnovými dĺžkami v priehľadnej látke - optickom médiu (pričom vo vákuu je rýchlosť svetla vždy rovnaká, bez ohľadu na vlnovú dĺžku a teda farbu) . Zvyčajne čím vyššia je frekvencia svetelnej vlny, tým väčší je index lomu média a tým nižšia je rýchlosť vlny v médiu:
Newtonove experimenty Experiment s rozkladom bieleho svetla na spektrum: 
Newton nasmeroval lúč slnečného svetla cez malý otvor na sklenený hranol. Po nástupe na hranol sa lúč lámal a na protiľahlej stene vytvoril podlhovastý obraz s dúhovým striedaním farieb - spektrum. Experimentujte s prechodom monochromatického svetla cez hranol:
Newton umiestnil do dráhy slnečného lúča červené sklo, za ktorým dostal monochromatické svetlo (červené), potom hranol a na obrazovke pozoroval len červenú škvrnu od lúča svetla. Skúsenosti so syntézou (získaním) bieleho svetla: Najprv Newton nasmeroval slnečný lúč na hranol. Potom, keď Newton zhromaždil farebné lúče vychádzajúce z hranola pomocou zbiehajúcej šošovky, namiesto farebného pásika dostal biely obraz diery na bielej stene. Newtonove závery:- hranol svetlo nemení, ale iba rozkladá na zložky - farebne sa líšiace svetelné lúče sa líšia stupňom lomu; fialové lúče sa lámu najsilnejšie, červené svetlo sa láme menej - červené svetlo, ktoré sa láme menej, má najväčšiu rýchlosť a fialové najnižšiu, preto hranol rozkladá svetlo. Závislosť indexu lomu svetla od jeho farby sa nazýva disperzia.
Zistenia:- hranol rozkladá svetlo - biele svetlo je zložité (zložené) - fialové lúče sa lámu viac ako červené. Farba lúča svetla je určená frekvenciou jeho oscilácií. Pri prechode z jedného média do druhého sa rýchlosť svetla a vlnová dĺžka mení, ale frekvencia, ktorá určuje farbu, zostáva konštantná. Hranice rozsahov bieleho svetla a jeho zložiek sú zvyčajne charakterizované ich vlnovými dĺžkami vo vákuu. Biele svetlo je súbor vlnových dĺžok od 380 do 760 nm.
Lístok 77.
Absorpcia svetla. Bouguerov zákon
Absorpcia svetla v látke je spojená s premenou energie elektromagnetického poľa vlny na tepelnú energiu látky (alebo na energiu sekundárneho fotoluminiscenčného žiarenia). Zákon absorpcie svetla (Bouguerov zákon) má tvar:
Ja = ja 0 exp(- X),(1)
kde ja 0 , ja- vstupná intenzita svetla (x=0) a výstup zo strednej vrstvy hrúbky X, - absorpčný koeficient, závisí od .
Pre dielektrikum =10 -1 10 -5 m -1 , pre kovy =10 5 10 7 m -1 , preto sú kovy pre svetlo nepriepustné.
Závislosť ( ) vysvetľuje sfarbenie absorbujúcich telies. Napríklad sklo, ktoré pohlcuje málo červeného svetla, sa pri osvetlení bielym svetlom bude javiť ako červené.
Rozptyl svetla. Rayleighov zákon
K difrakcii svetla môže dochádzať v opticky nehomogénnom prostredí, napríklad v zakalenom prostredí (dym, hmla, prašný vzduch a pod.). Svetelné vlny difrakciou na nehomogenitách média vytvárajú difrakčný obrazec charakterizovaný pomerne rovnomerným rozložením intenzity vo všetkých smeroch.
Takáto difrakcia malými nehomogenitami sa nazýva rozptyl svetla.
Tento jav sa pozoruje, ak úzky lúč slnečného svetla prechádza prašným vzduchom, rozptýli sa na prachových časticiach a stane sa viditeľným.
Ak sú rozmery nehomogenít malé v porovnaní s vlnovou dĺžkou (nie viac ako 0,1 ), potom je intenzita rozptýleného svetla nepriamo úmerná štvrtej mocnine vlnovej dĺžky, t.j.
ja rass ~ 1/ 4 , (2)
tento vzťah sa nazýva Rayleighov zákon.
Rozptyl svetla sa pozoruje aj v čistých médiách, ktoré neobsahujú cudzie častice. Napríklad sa môže vyskytnúť pri fluktuáciách (náhodných odchýlkach) hustoty, anizotropie alebo koncentrácie. Takýto rozptyl sa nazýva molekulárny. Vysvetľuje napríklad modrú farbu oblohy. V skutočnosti sú podľa (2) modré a modré lúče rozptýlené silnejšie ako červené a žlté, pretože majú kratšiu vlnovú dĺžku, čo spôsobuje modrú farbu oblohy.
Lístok 78.
Polarizácia svetla- súbor javov vlnovej optiky, v ktorých sa prejavuje priečny charakter elektromagnetických svetelných vĺn. priečna vlna- častice média kmitajú v smeroch kolmých na smer šírenia vĺn ( obr.1).
Obr.1 priečna vlna
elektromagnetická svetelná vlna rovinne polarizované(lineárna polarizácia), ak sú smery oscilácií vektorov E a B striktne fixné a ležia v určitých rovinách ( obr.1). Nazýva sa rovinná polarizovaná svetelná vlna rovinne polarizované(lineárne polarizované) svetlo. nepolarizované(prirodzená) vlna - elektromagnetická svetelná vlna, v ktorej smery kmitania vektorov E a B v tejto vlne môžu ležať v ľubovoľných rovinách kolmých na vektor rýchlosti v. nepolarizované svetlo- svetelné vlny, pri ktorých sa smery kmitov vektorov E a B náhodne menia tak, že všetky smery kmitov v rovinách kolmých na zväzok šírenia vĺn sú rovnako pravdepodobné ( obr.2).
Obr.2 nepolarizované svetlo
polarizované vlny- v ktorom smery vektorov E a B zostávajú v priestore nezmenené alebo sa menia podľa určitého zákona. Žiarenie, v ktorom sa smer vektora E náhodne mení - nepolarizované. Príkladom takéhoto žiarenia môže byť tepelné žiarenie (náhodne rozmiestnené atómy a elektróny). Rovina polarizácie- je to rovina kolmá na smer kmitania vektora E. Hlavným mechanizmom vzniku polarizovaného žiarenia je rozptyl žiarenia elektrónmi, atómami, molekulami a prachovými časticami.
1.2. Typy polarizácie Existujú tri typy polarizácie. Poďme si ich definovať. 1. Lineárne Nastane, ak si elektrický vektor E zachová svoju polohu v priestore. Akosi zvýrazňuje rovinu, v ktorej osciluje vektor E. 2. Kruhový Ide o polarizáciu, ku ktorej dochádza, keď sa elektrický vektor E otáča okolo smeru šírenia vlny s uhlovou rýchlosťou rovnajúcou sa uhlovej frekvencii vlny, pričom si zachováva svoju absolútnu hodnotu. Táto polarizácia charakterizuje smer rotácie vektora E v rovine kolmej na priamku pohľadu. Príkladom je cyklotrónové žiarenie (systém elektrónov rotujúcich v magnetickom poli). 3. Eliptický Vzniká vtedy, keď sa veľkosť elektrického vektora E zmení tak, že opisuje elipsu (rotácia vektora E). Eliptická a kruhová polarizácia je pravá (otáčanie vektora E nastáva v smere hodinových ručičiek, ak sa pozeráte smerom k šíriacej sa vlne) a vľavo (rotácia vektora E nastáva proti smeru hodinových ručičiek, ak sa pozeráte smerom k šíriacej sa vlne).
V skutočnosti najčastejšie čiastočná polarizácia (čiastočne polarizované elektromagnetické vlny). Kvantitatívne sa vyznačuje určitou veličinou tzv stupeň polarizácie R, ktorý je definovaný ako: P = (Imax - Imin) / (Imax + Imin) kde Imax,som v- najvyššia a najnižšia hustota toku elektromagnetickej energie cez analyzátor (Polaroid, Nicol hranol…). V praxi sa polarizácia žiarenia často popisuje Stokesovými parametrami (určujú sa toky žiarenia s daným smerom polarizácie).
Lístok 79.
Ak prirodzené svetlo dopadá na rozhranie medzi dvoma dielektrikami (napríklad vzduchom a sklom), potom sa jeho časť odráža a časť sa láme a šíri sa v druhom prostredí. Umiestnením analyzátora (napríklad turmalínu) do dráhy odrazených a lomených lúčov zabezpečíme, že odrazené a lomené lúče sú čiastočne polarizované: keď sa analyzátor otáča okolo lúčov, intenzita svetla sa periodicky zvyšuje a znižuje ( úplné vyhynutie nie je pozorované!). Ďalšie štúdie ukázali, že v odrazenom lúči prevládajú kmity kolmé na rovinu dopadu (na obr. 275 sú označené bodkami), v lomenom zväzku kmity rovnobežné s rovinou dopadu (znázornené šípkami).
Stupeň polarizácie (stupeň oddelenia svetelných vĺn s určitou orientáciou elektrického (a magnetického) vektora) závisí od uhla dopadu lúčov a indexu lomu. škótsky fyzik D. Brewster(1781-1868) založená zákona, podľa ktorého pri uhle dopadu i B (Brewsterov uhol), definovaný vzťahom
(n 21 - index lomu druhého média vo vzťahu k prvému), odrazený lúč je rovinne polarizovaný(obsahuje len kmity kolmé na rovinu dopadu) (obr. 276). Lomený lúč pod uhlom dopadui B polarizované na maximum, ale nie úplne.
Ak svetlo dopadá na rozhranie pod Brewsterovým uhlom, potom odrazené a lomené lúče vzájomne kolmé(tg i B = hriech i B/cos i b, n 21 = hriech i B / hriech i 2 (i 2 - uhol lomu), odkiaľ pochádza cos i B = hriech i 2). teda i B + i 2 = /2, ale i’ B= i B (zákon odrazu), tak i’ B+ i 2 = /2.
Stupeň polarizácie odrazeného a lomeného svetla pri rôznych uhloch dopadu možno vypočítať z Maxwellových rovníc, ak zoberieme do úvahy okrajové podmienky pre elektromagnetické pole na rozhraní dvoch izotropných dielektrík (tzv. Fresnelove vzorce).
Stupeň polarizácie lomeného svetla možno výrazne zvýšiť (opakovaným lomom za predpokladu, že svetlo dopadne zakaždým na rozhranie pod Brewsterovým uhlom). Ak napríklad pre sklo ( n= 1,53), stupeň polarizácie lomeného lúča je 15%, potom po lomu 8-10 sklenených doštičiek na seba navrstvených bude svetlo vychádzajúce z takéhoto systému takmer úplne polarizované. Táto sada platní je tzv chodidlo. Noha môže byť použitá na analýzu polarizovaného svetla v jeho odraze aj lomu.
Lístok 79 (na podnet)
Ako ukazuje skúsenosť, počas lomu a odrazu svetla sa lomené a odrazené svetlo ukáže ako polarizované a odrazové. svetlo môže byť pri určitom uhle dopadu úplne polarizované, ale svetlo je vždy čiastočne polarizované.Na základe Frinelových vzorcov možno ukázať, že odrážajú. svetlo je polarizované v rovine kolmej na rovinu dopadu a lomu. svetlo je polarizované v rovine rovnobežnej s rovinou dopadu.
Uhol dopadu, pri ktorom dochádza k odrazu svetlo je plne polarizované sa nazýva Brewsterov uhol.Brewsterov uhol je určený z Brewsterovho zákona: -Brewsterov zákon.V tomto prípade uhol medzi odrazom. a zlomiť. lúče budú rovnaké.Pre systém vzduch-sklo je Brewsterov uhol rovnaký.Na získanie dobrej polarizácie, t.j. , pri lámaní svetla sa využíva množstvo členitých plôch, ktoré sa nazývajú Stoletova noha.
Lístok 80.
Skúsenosti ukazujú, že pri interakcii svetla s hmotou je hlavný dej (fyziologický, fotochemický, fotoelektrický atď.) spôsobený kmitmi vektora, ktorý sa v tejto súvislosti niekedy nazýva aj svetelný vektor. Preto sa na opis vzorcov polarizácie svetla sleduje správanie vektora.
Rovina tvorená vektormi a nazýva sa rovina polarizácie.
Ak sa vektorové kmity vyskytujú v jednej pevnej rovine, potom sa takéto svetlo (lúč) nazýva lineárne polarizované. Označuje sa svojvoľne nasledovne. Ak je lúč polarizovaný v kolmej rovine (v rovine xz, pozri obr. 2 v druhej prednáške), potom sa označí.
Prirodzené svetlo (z bežných zdrojov, slnko) pozostáva z vĺn, ktoré majú rôzne, náhodne rozložené roviny polarizácie (pozri obr. 3).
Prirodzené svetlo sa niekedy bežne označuje ako toto. Nazýva sa aj nepolarizovaný.
Ak sa pri šírení vlny vektor otáča a zároveň koniec vektora opisuje kružnicu, potom sa takéto svetlo nazýva kruhovo polarizované a polarizácia je kruhová alebo kruhová (vpravo alebo vľavo). Existuje aj eliptická polarizácia.
Existujú optické zariadenia (filmy, platne atď.) - polarizátory, ktoré vyžarujú lineárne polarizované svetlo alebo čiastočne polarizované svetlo z prirodzeného svetla.
Polarizátory používané na analýzu polarizácie svetla sa nazývajú analyzátory.
Rovina polarizátora (alebo analyzátora) je rovina polarizácie svetla prenášaného polarizátorom (alebo analyzátorom).
Nech polarizátor (alebo analyzátor) dopadá na lineárne polarizované svetlo s amplitúdou E 0 Amplitúda prechádzajúceho svetla bude E=E 0 cos j a intenzitu Ja = ja 0 čo 2 j.
Tento vzorec vyjadruje Malusov zákon:
Intenzita lineárne polarizovaného svetla prechádzajúceho cez analyzátor je úmerná druhej mocnine kosínusu uhla j medzi rovinou kmitov dopadajúceho svetla a rovinou analyzátora.
Lístok 80 (na ostrohy)
Polarizátory sú zariadenia, ktoré umožňujú získať polarizované svetlo. Analyzátory sú zariadenia, pomocou ktorých môžete analyzovať, či je svetlo polarizované alebo nie. Konštrukčne sú polarizátor a analyzátor rovnaké. Potom sú všetky smery vektora E rovnaké. vektor možno rozložiť na dve navzájom kolmé zložky: jedna z nich je rovnobežná s rovinou polarizácie polarizátora a druhá je na ňu kolmá.
Je zrejmé, že intenzita svetla opúšťajúceho polarizátor bude rovnaká. Intenzitu svetla opúšťajúceho polarizátor označme (). Ak je na dráhe polarizátora umiestnený analyzátor, ktorého hlavná rovina zviera uhol s hlavnej roviny polarizátora, potom je intenzita svetla opúšťajúceho analyzátor určená zákonom.
Lístok 81.
Sovietsky fyzik P. A. Cherenkov pri štúdiu luminiscencie roztoku uránových solí pôsobením rádiových lúčov upozornil na skutočnosť, že samotná voda žiari, v ktorej nie sú žiadne uránové soli. Ukázalo sa, že keď lúče (pozri Gama žiarenie) prechádzajú cez čisté kvapaliny, všetky začnú žiariť. S. I. Vavilov, pod vedením ktorého pracoval P. A. Čerenkov, vyslovil hypotézu, že žiara súvisí s pohybom elektrónov vyrazených kvantami rádia z atómov. Žiara skutočne silne závisela od smeru magnetického poľa v kvapaline (to naznačuje, že jej príčinou je pohyb elektrónov).
Prečo však elektróny pohybujúce sa v kvapaline vyžarujú svetlo? Správnu odpoveď na túto otázku dali v roku 1937 sovietski fyzici I. E. Tamm a I. M. Frank.
Elektrón pohybujúci sa v látke interaguje s okolitými atómami. Pôsobením jeho elektrického poľa sa atómové elektróny a jadrá premiestňujú v opačných smeroch - médium je polarizované. Polarizáciou a následným návratom do pôvodného stavu vyžarujú atómy média, ktoré sa nachádzajú pozdĺž trajektórie elektrónu, elektromagnetické svetelné vlny. Ak je rýchlosť elektrónu v menšia ako rýchlosť šírenia svetla v médiu (- index lomu), potom elektromagnetické pole predbehne elektrón a látka bude mať čas na polarizáciu v priestore pred elektrónom. Polarizácia prostredia pred elektrónom a za ním je v opačnom smere a žiarenia opačne polarizovaných atómov, ktoré sa "sčítavajú", sa navzájom "zhasínajú". Keď sa atómy, ku ktorým sa elektrón ešte nedostal, nestihnú polarizovať a objaví sa žiarenie nasmerované pozdĺž úzkej kužeľovej vrstvy s vrcholom zhodným s pohybujúcim sa elektrónom a uhlom vo vrchole c. Vzhľad svetelného "kužeľa" a stav žiarenia možno získať zo všeobecných princípov šírenia vĺn.
Ryža. 1. Mechanizmus tvorby čela vlny
Nechajte elektrón pohybovať sa pozdĺž osi OE (pozri obr. 1) veľmi úzkeho prázdneho kanála v homogénnej priehľadnej látke s indexom lomu (prázdny kanál je potrebný, aby sa nezohľadnili kolízie elektrónu s atómami v teoretická úvaha). Akýkoľvek bod na OE línii postupne obsadený elektrónom bude stredom emisie svetla. Vlny vychádzajúce z po sebe nasledujúcich bodov O, D, E sa navzájom rušia a sú zosilnené, ak je fázový rozdiel medzi nimi nulový (pozri Interferencia). Táto podmienka je splnená pre smer, ktorý zviera uhol 0 s dráhou elektrónu. Uhol 0 je určený pomerom:.
Uvažujme skutočne dve vlny emitované v smere pod uhlom 0 k rýchlosti elektrónu z dvoch bodov trajektórie - bodu O a bodu D, oddelených vzdialenosťou . V bode B, ležiacom na priamke BE, kolmej na OB, prvá vlna v - v čase Do bodu F, ležiaceho na priamke BE, vlna vyžarovaná z bodu dorazí v čase po vyžarovaní vlna z bodu O. Tieto dve vlny budú vo fáze, t.j. priamka bude čelom vlny, ak sa tieto časy rovnajú:. To ako podmienka rovnosti časov dáva. Vo všetkých smeroch, pre ktoré bude svetlo zhasnuté v dôsledku interferencie vĺn vyžarovaných z úsekov trajektórie oddelených vzdialenosťou D. Hodnota D je určená zrejmou rovnicou, kde T je perióda oscilácií svetla. Táto rovnica má vždy riešenie, ak.
Ak , potom smer, v ktorom sa vyžarované vlny, interferujúce, zosilňujú, neexistuje, nemôže byť väčší ako 1.
Ryža. 2. Rozloženie zvukových vĺn a vznik rázovej vlny pri pohybe tela
Žiarenie sa pozoruje iba vtedy, ak .
Experimentálne elektróny lietajú v konečnom priestorovom uhle s určitým rozložením rýchlostí a v dôsledku toho sa žiarenie šíri v kužeľovej vrstve blízko hlavného smeru určeného uhlom .
Pri našej úvahe sme zanedbali spomalenie elektrónu. To je celkom prijateľné, pretože straty spôsobené žiarením Vavilov-Čerenkov sú malé a v prvom priblížení môžeme predpokladať, že energia stratená elektrónom neovplyvňuje jeho rýchlosť a pohybuje sa rovnomerne. Toto je základný rozdiel a nevšednosť Vavilov-Čerenkovovho žiarenia. Náboje zvyčajne vyžarujú a zaznamenávajú výrazné zrýchlenie.
Elektrón predbiehajúci svoje vlastné svetlo je ako lietadlo letiace rýchlosťou väčšou ako rýchlosť zvuku. V tomto prípade sa pred lietadlom šíri aj kužeľová rázová vlna (pozri obr. 2).
Optika je jedným z najstarších odvetví fyziky. Už od starovekého Grécka sa mnoho filozofov zaujímalo o zákony pohybu a šírenia svetla v rôznych priehľadných materiáloch, ako je voda, sklo, diamant a vzduch. V tomto článku sa uvažuje o fenoméne lomu svetla, pozornosť je zameraná na index lomu vzduchu.
Efekt lomu svetelného lúča
Každý sa vo svojom živote stretol s týmto efektom stokrát, keď sa pozeral na dno nádrže alebo na pohár s vodou, v ktorej bol umiestnený nejaký predmet. Zároveň sa nádrž nezdala taká hlboká, ako v skutočnosti bola, a predmety v pohári s vodou vyzerali zdeformované alebo rozbité.
Fenomén lomu spočíva v prerušení jeho priamočiarej trajektórie, keď prekročí rozhranie medzi dvoma priehľadnými materiálmi. Zhrnutím veľkého množstva experimentálnych údajov získal na začiatku 17. storočia Holanďan Willebrord Snell matematický výraz, ktorý presne popisoval tento jav. Tento výraz je napísaný v nasledujúcom tvare:
n 1 *sin(θ 1) = n 2 *sin(θ 2) = konšt.
Tu n 1 , n 2 sú absolútne indexy lomu svetla v zodpovedajúcom materiáli, θ 1 a θ 2 sú uhly medzi dopadajúcim a lomeným lúčom a kolmicou na rovinu rozhrania, ktorá je vedená cez priesečník lúča a toto lietadlo.
Tento vzorec sa nazýva Snellov zákon alebo Snell-Descartesov zákon (bol to Francúz, ktorý ho zapísal v prezentovanej forme, Holanďan nepoužíval sínusy, ale jednotky dĺžky).
Okrem tohto vzorca je fenomén lomu opísaný ďalším zákonom, ktorý má geometrický charakter. Spočíva v tom, že vyznačená kolmica na rovinu a dva lúče (lomený a dopadajúci) ležia v tej istej rovine.
Absolútny index lomu
Táto hodnota je zahrnutá vo vzorci Snell a jej hodnota zohráva dôležitú úlohu. Matematicky index lomu n zodpovedá vzorcu:
Symbol c je rýchlosť elektromagnetických vĺn vo vákuu. Je to približne 3*108 m/s. Hodnota v je rýchlosť svetla v médiu. Index lomu teda odráža mieru spomalenia svetla v médiu vzhľadom na priestor bez vzduchu.
Z vyššie uvedeného vzorca vyplývajú dva dôležité závery:
- hodnota n je vždy väčšia ako 1 (pre vákuum sa rovná jednej);
- je to bezrozmerná veličina.
Napríklad index lomu vzduchu je 1,00029, zatiaľ čo pre vodu je to 1,33.
Index lomu nie je konštantná hodnota pre konkrétne médium. Závisí to od teploty. Navyše pre každú frekvenciu elektromagnetickej vlny má svoj vlastný význam. Vyššie uvedené čísla teda zodpovedajú teplote 20 °C a žltej časti viditeľného spektra (vlnová dĺžka - asi 580-590 nm).
Závislosť hodnoty n od frekvencie svetla sa prejavuje rozkladom bieleho svetla hranolom na množstvo farieb, ako aj vznikom dúhy na oblohe pri silnom daždi.
Index lomu svetla vo vzduchu
Jeho hodnota (1,00029) už bola uvedená vyššie. Pretože index lomu vzduchu sa líši iba na štvrtom desatinnom mieste od nuly, možno ho pri riešení praktických problémov považovať za rovný jednej. Malý rozdiel n pre vzduch od jednoty naznačuje, že svetlo prakticky nie je spomaľované molekulami vzduchu, čo súvisí s jeho relatívne nízkou hustotou. Priemerná hustota vzduchu je teda 1,225 kg/m 3 , to znamená, že je viac ako 800-krát ľahšia ako sladká voda.
Vzduch je opticky tenké médium. Samotný proces spomaľovania rýchlosti svetla v materiáli má kvantový charakter a je spojený s aktmi absorpcie a emisie fotónov atómami hmoty.
Zmeny v zložení vzduchu (napríklad zvýšenie obsahu vodnej pary v ňom) a zmeny teploty vedú k výrazným zmenám indexu lomu. Pozoruhodným príkladom je efekt fatamorgána v púšti, ku ktorému dochádza v dôsledku rozdielu v indexoch lomu vzduchových vrstiev s rôznymi teplotami.
rozhranie sklo-vzduch
Sklo je oveľa hustejšie médium ako vzduch. Jeho absolútny index lomu sa pohybuje od 1,5 do 1,66 v závislosti od typu skla. Ak vezmeme priemernú hodnotu 1,55, potom lom lúča na rozhraní vzduch-sklo možno vypočítať pomocou vzorca:
hriech (θ 1) / hriech (θ 2) \u003d n 2 / n 1 \u003d n 21 \u003d 1,55.
Hodnota n 21 sa nazýva relatívny index lomu vzduchu – skla. Ak lúč vychádza zo skla do vzduchu, mal by sa použiť nasledujúci vzorec:
hriech (θ 1) / hriech (θ 2) \u003d n 2 / n 1 \u003d n 21 \u003d 1 / 1,55 \u003d 0,645.
Ak je uhol lomu lúča v druhom prípade rovný 90 o, potom sa zodpovedajúci uhol nazýva kritický. Pre hranicu sklo-vzduch sa rovná:
θ 1 \u003d arcsin (0,645) \u003d 40,17 o.
Ak lúč dopadne na hranicu sklo-vzduch s väčšími uhlami ako 40,17°, odrazí sa úplne späť do skla. Tento jav sa nazýva „totálny vnútorný odraz“.
Kritický uhol existuje iba vtedy, keď sa lúč pohybuje z hustého média (zo skla do vzduchu, ale nie naopak).
Obráťme sa pri formulovaní zákona lomu na podrobnejšiu úvahu o nami zavedenom indexe lomu v § 81.
Index lomu závisí od optických vlastností a prostredia, z ktorého lúč dopadá, a prostredia, do ktorého preniká. Index lomu získaný pri dopade svetla z vákua na médium sa nazýva absolútny index lomu tohto média.
Ryža. 184. Relatívny index lomu dvoch médií:
Nech je absolútny index lomu prvého prostredia a druhého prostredia - . Vzhľadom na lom na rozhraní prvého a druhého prostredia dbáme na to, aby sa index lomu pri prechode z prvého prostredia do druhého, takzvaný relatívny index lomu, rovnal pomeru absolútnych indexov lomu prostredia. druhé a prvé médium:
(Obr. 184). Naopak, pri prechode z druhého prostredia do prvého máme relatívny index lomu
Zistené spojenie medzi relatívnym indexom lomu dvoch prostredí a ich absolútnymi indexmi lomu by sa dalo odvodiť aj teoreticky, bez nových experimentov, rovnako ako pre zákon reverzibility (§ 82),
O médiu s vyšším indexom lomu sa hovorí, že je opticky hustejšie. Zvyčajne sa meria index lomu rôznych médií vo vzťahu k vzduchu. Absolútny index lomu vzduchu je . Podľa vzorca teda absolútny index lomu akéhokoľvek média súvisí s jeho indexom lomu vzhľadom na vzduch
Tabuľka 6. Index lomu rôznych látok vo vzťahu k vzduchu
Index lomu závisí od vlnovej dĺžky svetla, teda od jeho farby. Rôzne farby zodpovedajú rôznym indexom lomu. Tento jav, nazývaný disperzia, hrá v optike dôležitú úlohu. Týmto javom sa budeme opakovane zaoberať v ďalších kapitolách. Údaje uvedené v tabuľke. 6, pozri žlté svetlo.
Je zaujímavé poznamenať, že zákon odrazu môže byť formálne napísaný v rovnakej forme ako zákon lomu. Pripomeňme, že sme sa dohodli, že budeme vždy merať uhly od kolmice k príslušnému lúču. Preto musíme uhol dopadu a uhol odrazu považovať za opačné znamienka, t.j. zákon odrazu možno napísať ako
Pri porovnaní (83.4) so zákonom lomu vidíme, že zákon odrazu možno považovať za špeciálny prípad zákona lomu pri . Táto formálna podobnosť medzi zákonmi odrazu a lomu je veľmi užitočná pri riešení praktických problémov.
V predchádzajúcej prezentácii mal index lomu význam konštanty média, nezávisle od intenzity svetla, ktoré ním prechádza. Takáto interpretácia indexu lomu je celkom prirodzená, avšak v prípade vysokých intenzít žiarenia dosiahnuteľných pomocou moderných laserov nie je opodstatnená. Vlastnosti média, ktorým prechádza silné svetelné žiarenie, v tomto prípade závisia od jeho intenzity. Ako sa hovorí, médium sa stáva nelineárnym. Nelinearita prostredia sa prejavuje najmä tým, že svetelná vlna vysokej intenzity mení index lomu. Závislosť indexu lomu od intenzity žiarenia má tvar
Tu je obvyklý index lomu, a je nelineárny index lomu a je to faktor proporcionality. Dodatočný výraz v tomto vzorci môže byť kladný alebo záporný.
Relatívne zmeny v indexe lomu sú relatívne malé. o 
nelineárny index lomu. Aj takéto malé zmeny v indexe lomu sú však badateľné: prejavujú sa zvláštnym fenoménom samozaostrovania svetla.
Uvažujme o médiu s pozitívnym nelineárnym indexom lomu. V tomto prípade sú oblasti so zvýšenou intenzitou svetla súčasne oblasťami so zvýšeným indexom lomu. Zvyčajne je v reálnom laserovom žiarení rozloženie intenzity v priereze lúča nerovnomerné: intenzita je maximálna pozdĺž osi a plynule klesá smerom k okrajom lúča, ako je znázornené na obr. 185 pevných kriviek. Podobná distribúcia popisuje aj zmenu indexu lomu na priereze bunky s nelineárnym prostredím, pozdĺž ktorej osi sa šíri laserový lúč. Index lomu, ktorý je najväčší pozdĺž osi bunky, sa smerom k jej stenám postupne znižuje (prerušované krivky na obr. 185).
Lúč lúčov vychádzajúci z lasera rovnobežne s osou, dopadajúci do prostredia s premenlivým indexom lomu, je vychýlený v smere, kde je väčší. Preto zvýšená intenzita v blízkosti bunky OSP vedie ku koncentrácii svetelných lúčov v tejto oblasti, čo je schematicky znázornené v rezoch a na obr. 185, čo vedie k ďalšiemu zvýšeniu . V konečnom dôsledku sa efektívny prierez svetelného lúča prechádzajúceho cez nelineárne médium výrazne znižuje. Svetlo prechádza akoby cez úzky kanál so zvýšeným indexom lomu. Laserový lúč sa teda zužuje a nelineárne médium pôsobí pri pôsobení intenzívneho žiarenia ako zbiehavá šošovka. Tento jav sa nazýva samozaostrovanie. Dá sa pozorovať napríklad v kvapalnom nitrobenzéne.
Ryža. 185. Rozloženie intenzity žiarenia a indexu lomu cez prierez laserového lúča lúčov pri vstupe do kyvety (a), blízko vstupného konca (), v strede (), blízko výstupného konca kyvety ( )
Stanovenie indexu lomu priehľadných pevných látok
A tekutiny
Nástroje a príslušenstvo: mikroskop so svetelným filtrom, planparalelná platňa so značkou AB v tvare kríža; refraktometer značky "RL"; sada tekutín.
Cieľ: určiť indexy lomu skla a kvapalín.
Stanovenie indexu lomu skla pomocou mikroskopu
Na určenie indexu lomu priehľadnej pevnej látky sa používa planparalelná doska z tohto materiálu s označením.
Značka pozostáva z dvoch vzájomne kolmých škrabancov, z ktorých jeden (A) je aplikovaný na spodok a druhý (B) - na horný povrch dosky. Platňa sa osvetlí monochromatickým svetlom a skúma sa pod mikroskopom. Na
ryža. 4.7 rez skúmanou platňou zvislou rovinou.
Lúče AD a AE po refrakcii na rozhraní sklo-vzduch idú v smere DD1 a EE1 a dopadajú do objektívu mikroskopu.
Pozorovateľ, ktorý sa pozerá na platňu zhora, vidí bod A v priesečníku pokračovania lúčov DD1 a EE1, t.j. v bode C.
Pozorovateľovi sa teda zdá bod A umiestnený v bode C. Nájdime vzťah medzi indexom lomu n materiálu dosky, hrúbkou d a zdanlivou hrúbkou d1 dosky.
4.7 je vidieť, že VD \u003d BCtgi, BD \u003d ABtgr, odkiaľ
tgi/tgr = AB/BC,
kde AB = d je hrúbka dosky; BC = d1 zdanlivá hrúbka dosky.
Ak sú uhly i a r malé, potom
Sini/Sinr = tgi/tgr, (4,5)
tie. Sini/Sinr = d/dl.
Ak vezmeme do úvahy zákon lomu svetla, získame
Meranie d/d1 sa uskutočňuje pomocou mikroskopu.
Optická schéma mikroskopu pozostáva z dvoch systémov: pozorovacieho systému, ktorý obsahuje objektív a okulár namontovaný v tubuse, a osvetľovacieho systému, ktorý pozostáva zo zrkadla a odnímateľného svetelného filtra. Zaostrovanie obrazu sa vykonáva otáčaním rukovätí umiestnených na oboch stranách tubusu.
Na osi pravej rukoväte je disk so stupnicou končatín.
Hodnota b na končatine vzhľadom na pevný ukazovateľ určuje vzdialenosť h od objektívu k stolíku mikroskopu:
Koeficient k udáva, do akej výšky sa posunie tubus mikroskopu pri otočení rukoväte o 1°.
Priemer objektívu v tomto nastavení je malý v porovnaní so vzdialenosťou h, takže najvzdialenejší lúč, ktorý vstupuje do objektívu, zviera malý uhol i s optickou osou mikroskopu.
Uhol lomu r svetla v doske je menší ako uhol i, t.j. je tiež malý, čo zodpovedá stavu (4.5).
Zákazka
1. Doštičku položte na stolík mikroskopu tak, aby bol priesečník ťahov A a B (pozri obr.
Index lomu
4.7) bol v zornom poli.
2. Otočením rukoväte zdvíhacieho mechanizmu zdvihnite trubicu do hornej polohy.
3. Pri pohľade do okuláru pomaly spúšťajte tubus mikroskopu otáčaním rukoväte, kým sa v zornom poli nezíska jasný obraz škrabanca B naneseného na hornom povrchu platne. Zaznamenajte údaj b1 končatiny, ktorý je úmerný vzdialenosti h1 od objektívu mikroskopu k hornému okraju platne: h1 = kb1 (obr.
4. Pokračujte v plynulom spúšťaní trubice, až kým nezíska jasný obraz škrabanca A, ktorý sa pozorovateľovi zdá v bode C. Zaznamenajte nový údaj b2 limbu. Vzdialenosť h1 od objektívu k hornému povrchu platne je úmerná b2:
h2 = kb2 (obr. 4.8, b).
Vzdialenosti od bodov B a C k šošovke sú rovnaké, pretože pozorovateľ ich vidí rovnako jasne.
Posun rúrky h1-h2 sa rovná zdanlivej hrúbke dosky (obr.
d1 = h1-h2 = (bl-b2)k. (4,8)
5. Zmerajte hrúbku dosky d v priesečníku ťahov. Za týmto účelom umiestnite pomocnú sklenenú doštičku 2 pod testovaciu doštičku 1 (obr. 4.9) a spustite tubus mikroskopu, kým sa šošovka (mierne) nedotkne testovacej dosky. Všimnite si označenie končatiny a1. Vyberte skúmanú platňu a sklopte trubicu mikroskopu, kým sa objektív nedotkne platne 2.
Označenie poznámky a2.
Objektív mikroskopu zároveň klesne do výšky rovnajúcej sa hrúbke skúmanej platne, t.j.
d = (al-a2)k. (4.9)
6. Vypočítajte index lomu materiálu dosky pomocou vzorca
n = d/dl = (al-a2)/(bl-b2). (4.10)
7. Všetky vyššie uvedené merania zopakujte 3-5 krát, vypočítajte priemernú hodnotu n, absolútne a relatívne chyby rn a rn/n.
Stanovenie indexu lomu kvapalín pomocou refraktometra
Prístroje, ktoré sa používajú na stanovenie indexov lomu, sa nazývajú refraktometre.
Celkový pohľad a optická schéma RL refraktometra sú znázornené na obr. 4.10 a 4.11.
Meranie indexu lomu kvapalín pomocou RL refraktometra je založené na fenoméne lomu svetla, ktoré prešlo rozhraním medzi dvoma médiami s rôznymi indexmi lomu.
Svetelný lúč (obr.
4.11) zo zdroja 1 (žiarovka alebo rozptýlené denné svetlo) pomocou zrkadla 2 smeruje cez okienko v kryte prístroja na dvojitý hranol pozostávajúci z hranolov 3 a 4, ktoré sú vyrobené zo skla s indexom lomu z 1,540.
Povrch AA horného osvetľovacieho hranola 3 (obr.
4.12, a) je matný a slúži na osvetlenie kvapaliny rozptýleným svetlom uloženým v tenkej vrstve v medzere medzi hranolmi 3 a 4. Svetlo rozptýlené matným povrchom 3 prechádza cez planparalelnú vrstvu skúmanej kvapaliny a dopadá na diagonálnu plochu trhaviny spodného hranolu 4 pod rozdielne
uhly i sa pohybujú od nuly do 90°.
Aby sa predišlo javu úplného vnútorného odrazu svetla na povrchu výbušniny, mal by byť index lomu skúmanej kvapaliny menší ako index lomu skla hranola 4, t.j.
menej ako 1 540.
Lúč svetla s uhlom dopadu 90° sa nazýva kĺzavý lúč.
Klzný lúč, lomený na rozhraní tekutého skla, pôjde v hranole 4 pri hraničnom uhle lomu r atď< 90о.
Lom klzného lúča v bode D (pozri obrázok 4.12, a) sa riadi zákonom
nst / nzh \u003d sinipr / sinrpr (4.11)
alebo nzh = nstsinrpr, (4.12)
keďže sinipr = 1.
Na povrchu BC hranola 4 sa svetelné lúče znovu lámu a potom
Sini¢pr/sinr¢pr = 1/ nst, (4,13)
r¢pr+i¢pr = i¢pr =a , (4.14)
kde a je lom lúča hranola 4.
Spoločným riešením systému rovníc (4.12), (4.13), (4.14) môžeme získať vzorec, ktorý spája index lomu nzh skúmanej kvapaliny s hraničným uhlom lomu r'pr lúča, ktorý vychádza z hranol 4:
Ak je ďalekohľad umiestnený v dráhe lúčov vychádzajúcich z hranola 4, potom bude spodná časť jeho zorného poľa osvetlená a horná časť tmavá. Rozhranie medzi svetlým a tmavým poľom tvoria lúče s limitným uhlom lomu r¢pr. V tomto systéme nie sú žiadne lúče s uhlom lomu menším ako r¢pr (obr.
Hodnota r¢pr a poloha hranice šerosvitu teda závisia iba od indexu lomu nzh skúmanej kvapaliny, pretože nst a a sú v tomto zariadení konštantné hodnoty.
Keď poznáme nst, a a r¢pr, je možné vypočítať nzh pomocou vzorca (4.15). V praxi sa na kalibráciu stupnice refraktometra používa vzorec (4.15).
Na stupnici 9 (pozri
ryža. 4.11), hodnoty indexu lomu pre ld = 5893 Å sú vynesené vľavo. Pred okulárom 10 - 11 je doštička 8 so značkou (--).
Pohybom okuláru spolu s platňou 8 pozdĺž stupnice je možné dosiahnuť zarovnanie značky s deliacou čiarou medzi tmavým a svetlým zorným poľom.
Delenie stupnice 9, ktoré sa zhoduje so značkou, udáva hodnotu indexu lomu nzh skúmanej kvapaliny. Objektív 6 a okulár 10-11 tvoria ďalekohľad.
Rotačný hranol 7 mení priebeh lúča a smeruje ho do okuláru.
V dôsledku rozptylu skla a skúmanej kvapaliny sa namiesto jasnej deliacej čiary medzi tmavými a jasnými poľami pri pozorovaní v bielom svetle získa dúhový pruh. Aby sa eliminoval tento efekt, je disperzný kompenzátor 5 inštalovaný pred šošovkou ďalekohľadu. Hlavnou časťou kompenzátora je hranol, ktorý je zlepený z troch hranolov a môže sa otáčať voči osi ďalekohľadu.
Uhly lomu hranola a ich materiál sú zvolené tak, aby cez ne prešlo žlté svetlo s vlnovou dĺžkou ld = 5893 Å bez lomu. Ak je na dráhe farebných lúčov nainštalovaný kompenzačný hranol tak, že jeho rozptyl je rovnaký čo do veľkosti, ale opačného znamienka ako rozptyl meracieho hranola a kvapaliny, potom bude celkový rozptyl rovný nule. V tomto prípade sa lúč svetelných lúčov zhromažďuje do bieleho lúča, ktorého smer sa zhoduje so smerom obmedzujúceho žltého lúča.
Pri rotácii kompenzačného hranolu teda odpadá farba farebného odtieňa. Spolu s hranolom 5 sa rozptyľovacie rameno 12 otáča vzhľadom na pevný ukazovateľ (pozri obr. 4.10). Uhol natočenia Z končatiny umožňuje posúdiť hodnotu priemerného rozptylu skúmanej kvapaliny.
Stupnica číselníka musí byť odstupňovaná. Rozvrh je priložený k inštalácii.
Zákazka
1. Zdvihnite hranol 3, kvapnite 2-3 kvapky testovacej kvapaliny na povrch hranola 4 a spustite hranol 3 (pozri obr. 4.10).
3. Pomocou očného zamerania dosiahnete ostrý obraz mierky a rozhrania medzi zornými poľami.
4. Otočením rukoväte 12 kompenzátora 5 zničte farebné sfarbenie rozhrania medzi zornými poľami.
Pohybom okuláru pozdĺž stupnice zarovnajte značku (—-) s okrajom tmavého a svetlého poľa a zaznamenajte hodnotu kvapalinového indexu.
6. Preskúmajte navrhovaný súbor kvapalín a vyhodnoťte chybu merania.
7. Po každom meraní utrieme povrch hranolov filtračným papierom namočeným v destilovanej vode.
testovacie otázky
možnosť 1
Definujte absolútne a relatívne indexy lomu média.
2. Nakreslite cestu lúčov cez rozhranie dvoch médií (n2> n1, an2< n1).
3. Získajte vzťah, ktorý spája index lomu n s hrúbkou da zdanlivou hrúbkou d¢ platne.
4. Úloha. Hraničný uhol celkového vnútorného odrazu pre niektoré látky je 30°.
Nájdite index lomu tejto látky.
Odpoveď: n=2.
Možnosť 2
1. Čo je fenomén totálnej vnútornej reflexie?
2. Popíšte konštrukciu a princíp činnosti refraktometra RL-2.
3. Vysvetlite úlohu kompenzátora v refraktometri.
4. Úloha. Žiarovka sa spúšťa zo stredu okrúhlej plte do hĺbky 10 m. Nájdite minimálny polomer plte, pričom na hladinu by sa nemal dostať ani jeden lúč zo žiarovky.
Odpoveď: R = 11,3 m.
INDEX LOMU, alebo REFRAKČNÝ KOEFICIENT, je abstraktné číslo charakterizujúce refrakčnú silu priehľadného média. Index lomu sa označuje latinským písmenom π a je definovaný ako pomer sínusu uhla dopadu k sínusu uhla lomu lúča vstupujúceho z dutiny do daného priehľadného prostredia:
n = sin α/sin β = konštanta alebo ako pomer rýchlosti svetla v dutine k rýchlosti svetla v danom priehľadnom prostredí: n = c/νλ z dutiny do daného priehľadného prostredia.
Index lomu sa považuje za mieru optickej hustoty média
Takto stanovený index lomu sa nazýva absolútny index lomu, na rozdiel od relatívneho indexu lomu.
e) ukazuje, koľkokrát sa rýchlosť šírenia svetla spomalí pri prechode jeho indexu lomu, ktorý je určený pomerom sínusu uhla dopadu k sínusu uhla lomu pri prechode lúča z prostredia 1 hustoty na médium inej hustoty. Relatívny index lomu sa rovná pomeru absolútnych indexov lomu: n = n2/n1, kde n1 a n2 sú absolútne indexy lomu prvého a druhého prostredia.
Absolútny index lomu všetkých telies - pevných, kvapalných a plynných - je väčší ako jedna a pohybuje sa od 1 do 2, pričom hodnotu 2 prekračuje len v ojedinelých prípadoch.
Index lomu závisí tak od vlastností prostredia, ako aj od vlnovej dĺžky svetla a zvyšuje sa s klesajúcou vlnovou dĺžkou.
Preto je písmenu p priradený index, ktorý označuje vlnovú dĺžku, na ktorú sa indikátor vzťahuje.
INDEX LOMU
Napríklad pre sklo TF-1 je index lomu v červenej časti spektra nC=1,64210 a vo fialovej časti nG'=1,67298.
Indexy lomu niektorých priehľadných telies
Vzduch - 1,000292
Voda - 1 334
Éter - 1 358
Etylalkohol - 1,363
Glycerín - 1,473
Organické sklo (plexisklo) - 1, 49
Benzén - 1,503
(Korunové sklo - 1,5163
Jedľa (kanadská), balzam 1,54
Ťažké korunkové sklo - 1, 61 26
Flintové sklo - 1,6164
Sirouhlík - 1,629
Ťažký sklenený kameň - 1, 64 75
Monobromonaftalén - 1,66
Sklo je najťažšie kremeň - 1,92
Diamant - 2,42
Rozdiel v indexe lomu pre rôzne časti spektra je príčinou chromatizmu, t.j.
rozklad bieleho svetla pri prechode cez lámavé časti - šošovky, hranoly a pod.
Laboratórium č. 41
Stanovenie indexu lomu kvapalín pomocou refraktometra
Účel práce: stanovenie indexu lomu kvapalín metódou úplného vnútorného odrazu pomocou refraktometra IRF-454B; štúdium závislosti indexu lomu roztoku od jeho koncentrácie.
Popis inštalácie
Keď sa nemonochromatické svetlo láme, rozkladá sa na zložkové farby do spektra.
Tento jav je spôsobený závislosťou indexu lomu látky od frekvencie (vlnovej dĺžky) svetla a nazýva sa disperzia svetla.
Je obvyklé charakterizovať refrakčnú silu média indexom lomu pri vlnovej dĺžke λ \u003d 589,3 nm (priemer vlnových dĺžok dvoch blízkych žltých čiar v spektre sodíkových pár).
60. Aké metódy na stanovenie koncentrácie látok v roztoku sa používajú pri atómovej absorpčnej analýze?
Tento index lomu je označený nD.
Mierou rozptylu je priemerný rozptyl, definovaný ako rozdiel ( nF-nC), kde nF je index lomu látky pri vlnovej dĺžke λ = 486,1 nm (modrá čiara vo vodíkovom spektre), nC je index lomu látky λ - 656,3 nm (červená čiara v spektre vodíka).
Lom látky je charakterizovaný hodnotou relatívnej disperzie: 
Príručky zvyčajne uvádzajú prevrátenú hodnotu relatívneho rozptylu, t.j.
e. 
,kde 
je disperzný koeficient alebo Abbeho číslo.
Prístroj na stanovenie indexu lomu kvapalín pozostáva z refraktometra IRF-454B s limitmi merania indikátora; lom nD v rozsahu od 1,2 do 1,7; testovacia kvapalina, obrúsky na utieranie povrchov hranolov.
Refraktometer IRF-454B je testovací prístroj určený na priame meranie indexu lomu kvapalín, ako aj na stanovenie priemernej disperzie kvapalín v laboratóriu.
Princíp činnosti zariadenia IRF-454B založené na fenoméne úplného vnútorného odrazu svetla.
Schematický diagram zariadenia je znázornený na obr. jeden.
Skúmaná kvapalina sa umiestni medzi dve strany hranola 1 a 2. Hranol 2 s dobre vyleštenou stranou AB meria a hranol 1 má matnú plochu ALE1 AT1 - osvetlenie. Lúče zo zdroja svetla dopadajú na okraj ALE1 S1 , lámať, spadnúť na matný povrch ALE1 AT1 a rozptýlené týmto povrchom.
Potom prechádzajú cez vrstvu skúmanej kvapaliny a padajú na povrch. AB hranoly 2.
|
|
Podľa zákona lomu 
, kde 
a 
sú uhly lomu lúčov v kvapaline a hranole.
So zvyšujúcim sa uhlom dopadu uhol lomu sa tiež zvyšuje a dosahuje svoju maximálnu hodnotu 
, kedy 
, t.
keď lúč v kvapaline kĺže po povrchu AB. teda 
. Lúče vychádzajúce z hranola 2 sú teda obmedzené do určitého uhla 
.
Lúče prichádzajúce z kvapaliny do hranola 2 pod veľkými uhlami podliehajú úplnému vnútornému odrazu na rozhraní AB a neprechádzajú cez hranol.
Uvažované zariadenie sa používa na štúdium kvapalín, indexu lomu 
čo je menej ako index lomu 
hranol 2 teda do hranola vstúpia lúče všetkých smerov, lámané na hranici kvapaliny a skla.
Je zrejmé, že časť hranola zodpovedajúca neprepusteným lúčom bude stmavená. V ďalekohľade 4 umiestnenom na dráhe lúčov vystupujúcich z hranola možno pozorovať rozdelenie zorného poľa na svetlé a tmavé časti.
Otočením sústavy hranolov 1-2 sa spája hranica medzi svetlým a tmavým poľom s krížom závitov okuláru ďalekohľadu. Systém hranolov 1-2 je spojený so stupnicou, ktorá je kalibrovaná v hodnotách indexu lomu.
Stupnica je umiestnená v spodnej časti zorného poľa potrubia a pri spojení rezu zorného poľa s krížom závitov udáva zodpovedajúcu hodnotu indexu lomu kvapaliny. .
Vplyvom rozptylu bude rozhranie zorného poľa v bielom svetle zafarbené. Na elimináciu zafarbenia, ako aj na stanovenie priemernej disperzie testovanej látky sa používa kompenzátor 3, pozostávajúci z dvoch systémov lepených hranolov s priamym pohľadom (Amiciho hranoly).
Hranoly je možné pomocou presného rotačného mechanického zariadenia súčasne otáčať rôznymi smermi, čím sa mení vlastná disperzia kompenzátora a eliminuje sa zafarbenie zorného poľa pozorovaného cez optickú sústavu 4. Ku kompenzátoru je pripojený bubon so stupnicou. , ktorý určuje disperzný parameter, ktorý umožňuje vypočítať priemerné disperzné látky.
Zákazka
Zariadenie nastavte tak, aby svetlo zo zdroja (žiarovky) vstupovalo do osvetľovacieho hranola a rovnomerne osvetľovalo zorné pole.
2. Otvorte merací hranol.
Sklenenou tyčinkou naneste na jej povrch niekoľko kvapiek vody a hranol opatrne zatvorte. Medzeru medzi hranolmi treba rovnomerne vyplniť tenkou vrstvou vody (na tú si dávajte obzvlášť pozor).
Pomocou skrutky prístroja so stupnicou odstráňte zafarbenie zorného poľa a získajte ostrú hranicu medzi svetlom a tieňom. Zarovnajte ho pomocou ďalšej skrutky s referenčným krížom okuláru prístroja. Určte index lomu vody na stupnici okuláru s presnosťou na tisícinu.
Porovnajte získané výsledky s referenčnými údajmi pre vodu. Ak rozdiel medzi nameraným a tabuľkovým indexom lomu nepresiahne ± 0,001, tak meranie prebehlo správne.
Cvičenie 1
1. Pripravte si roztok kuchynskej soli ( NaCl) s koncentráciou blízkou limitu rozpustnosti (napríklad C = 200 g/liter).
Zmerajte index lomu výsledného roztoku.
3. Zriedením roztoku o celé číslo získajte závislosť indikátora; refrakcia od koncentrácie roztoku a vyplňte tabuľku. jeden.
stôl 1
Cvičenie. Ako dosiahnuť iba zriedením koncentráciu roztoku rovnajúcu sa 3/4 maximálnej (počiatočnej)?
Nakreslite graf závislosti n=n(C). Ďalšie spracovanie experimentálnych údajov by sa malo vykonávať podľa pokynov učiteľa.
Spracovanie experimentálnych údajov
a) Grafická metóda
Z grafu určite sklon AT, ktorý za podmienok experimentu bude charakterizovať rozpustenú látku a rozpúšťadlo.
2. Určte koncentráciu roztoku pomocou grafu NaCl podáva laborant.
b) Analytická metóda
Vypočítajte podľa najmenších štvorcov ALE, AT a SB.
Podľa zistených hodnôt ALE a AT určiť priemer 
koncentrácia roztoku NaCl podáva laborant
testovacie otázky
rozptyl svetla. Aký je rozdiel medzi normálnou a abnormálnou disperziou?
2. Čo je to fenomén totálnej vnútornej reflexie?
3. Prečo nie je možné zmerať index lomu kvapaliny väčší ako index lomu hranolu pomocou tohto nastavenia?
4. Prečo tvár hranola ALE1 AT1 urobiť matným?
Degradácia, Index
Psychologická encyklopédia
Spôsob, ako posúdiť stupeň duševnej degradácie! funkcie merané testom Wexler-Bellevue. Index je založený na pozorovaní, že úroveň rozvoja niektorých schopností meraných testom s vekom klesá, zatiaľ čo iné nie.
Index
Psychologická encyklopédia
- index, menný register, názvov a pod.. V psychológii digitálny ukazovateľ na kvantifikáciu a charakterizáciu javov.
Od čoho závisí index lomu látky?
Index
Psychologická encyklopédia
1. Najvšeobecnejší význam: čokoľvek používané na označenie, identifikáciu alebo nasmerovanie; označenie, nápisy, znaky alebo symboly. 2. Vzorec alebo číslo, často vyjadrené ako faktor, ukazujúce nejaký vzťah medzi hodnotami alebo meraniami, alebo medzi…
Sociabilita, Index
Psychologická encyklopédia
Charakteristika, ktorá vyjadruje spoločenskosť človeka. Sociogram napríklad poskytuje okrem iných meraní hodnotenie sociability rôznych členov skupiny.
Výber, Index
Psychologická encyklopédia
Vzorec na vyhodnotenie sily konkrétneho testu alebo testovanej položky pri rozlišovaní jednotlivcov od seba.
Spoľahlivosť, Index
Psychologická encyklopédia
Štatistika, ktorá poskytuje odhad korelácie medzi skutočnými hodnotami získanými z testu a teoreticky správnymi hodnotami.
Tento index je daný ako hodnota r, kde r je vypočítaný bezpečnostný faktor.
Účinnosť prognózovania, index
Psychologická encyklopédia
Miera rozsahu, v akom možno znalosti o jednej premennej použiť na predpovede o inej premennej, ak je známa korelácia týchto premenných. Zvyčajne v symbolickej forme je to vyjadrené ako E, index je reprezentovaný ako 1 - ((...
Slová, index
Psychologická encyklopédia
Všeobecný termín pre akúkoľvek systematickú frekvenciu výskytu slov v písanom a/alebo hovorenom jazyku.
Takéto indexy sú často obmedzené na špecifické jazykové oblasti, napr. učebnice prvého ročníka, interakcie medzi rodičmi a deťmi. Známe sú však odhady...
Štruktúra tela, index
Psychologická encyklopédia
Meranie tela navrhnuté Eysenckom na základe pomeru výšky k obvodu hrudníka.
Tí, ktorých skóre sa nachádzalo v "normálnom" rozsahu, sa nazývali mezomorfy, tí v rámci štandardnej odchýlky alebo nad priemerom sa nazývali leptomorfy a tí v rámci štandardnej odchýlky alebo...
NA PREDNÁŠKU №24
"INSTRUMENTÁLNE METÓDY ANALÝZY"
REFRAKTOMETRIA.
Literatúra:
1. V.D. Ponomarev "Analytická chémia" 1983 246-251
2. A.A. Ishchenko "Analytická chémia" 2004, s. 181-184
REFRAKTOMETRIA.
Refraktometria je jednou z najjednoduchších fyzikálnych metód analýzy, ktorá vyžaduje minimálne množstvo analytu a vykonáva sa vo veľmi krátkom čase.
Refraktometria- metóda založená na fenoméne lomu alebo lomu t.j.
zmena smeru šírenia svetla pri prechode z jedného prostredia do druhého.
Lom svetla, ako aj absorpcia svetla, je dôsledkom jeho interakcie s prostredím.
Slovo refraktometria znamená rozmer lom svetla, ktorý sa odhaduje hodnotou indexu lomu.
Hodnota indexu lomu n závisí
1) o zložení látok a systémov,
2) od pri akej koncentrácii a s akými molekulami sa svetelný lúč na svojej ceste stretáva, pretože
Pôsobením svetla sa molekuly rôznych látok polarizujú rôznymi spôsobmi. Práve na tejto závislosti je založená refraktometrická metóda.
Táto metóda má množstvo výhod, v dôsledku ktorých našla široké uplatnenie ako v chemickom výskume, tak aj pri riadení technologických procesov.
1) Meranie indexov lomu je veľmi jednoduchý proces, ktorý sa vykonáva presne a s minimálnymi investíciami času a množstva látky.
2) Refraktometre zvyčajne poskytujú až 10% presnosť pri určovaní indexu lomu svetla a obsahu analytu
Metóda refraktometrie sa používa na kontrolu pravosti a čistoty, na identifikáciu jednotlivých látok, na stanovenie štruktúry organických a anorganických zlúčenín pri štúdiu roztokov.
Refaktometria sa používa na stanovenie zloženia dvojzložkových roztokov a pre ternárne systémy.
Fyzikálny základ metódy
REFRAKTÍVNY INDIKÁTOR.
Odchýlka svetelného lúča od jeho pôvodného smeru pri jeho prechode z jedného prostredia do druhého je tým väčšia, čím väčší je rozdiel v rýchlostiach šírenia svetla v dvoch
tieto prostredia.
Zvážte lom svetelného lúča na hranici dvoch priehľadných médií I a II (pozri obr.
Ryža.). Súhlasme s tým, že médium II má väčšiu refrakčnú silu, a preto n1 a n2- ukazuje lom odpovedajúceho média. Ak médiom I nie je vákuum ani vzduch, potom pomer sin uhla dopadu svetelného lúča k sin uhla lomu dá hodnotu relatívneho indexu lomu n rel. Hodnota n rel.
Aký je index lomu skla? A kedy je to potrebné vedieť?
možno definovať aj ako pomer indexov lomu uvažovaného média.
nrel. = —— = —
Hodnota indexu lomu závisí od
1) povaha látok
Povaha látky je v tomto prípade určená mierou deformovateľnosti jej molekúl pôsobením svetla – mierou polarizovateľnosti.
Čím intenzívnejšia je polarizácia, tým silnejší je lom svetla.
2)vlnová dĺžka dopadajúceho svetla
Meranie indexu lomu sa uskutočňuje pri vlnovej dĺžke svetla 589,3 nm (čiara D sodíkového spektra).
Závislosť indexu lomu na vlnovej dĺžke svetla sa nazýva disperzia.
Čím je vlnová dĺžka kratšia, tým je lom väčší. Preto sa lúče rôznych vlnových dĺžok lámu rôzne.
3)teplota pri ktorom sa meranie vykonáva. Predpokladom na určenie indexu lomu je dodržiavanie teplotného režimu. Typicky sa stanovenie uskutočňuje pri 20 ± 0,3 °C.
So stúpajúcou teplotou index lomu klesá a so znižovaním teploty sa zvyšuje..
Korekcia teploty sa vypočíta podľa nasledujúceho vzorca:
nt=n20+ (20-t) 0,0002, kde
nt- Zbohom index lomu pri danej teplote,
n20 - index lomu pri 200С
Vplyv teploty na hodnoty indexov lomu plynov a kvapalín súvisí s hodnotami ich koeficientov objemovej rozťažnosti.
Objem všetkých plynov a kvapalín sa pri zahrievaní zvyšuje, hustota klesá a v dôsledku toho sa indikátor znižuje
Index lomu meraný pri 200 °C a vlnovej dĺžke svetla 589,3 nm je označený indexom nD20
Závislosť indexu lomu homogénneho dvojzložkového systému od jeho stavu sa stanoví experimentálne stanovením indexu lomu pre množstvo štandardných systémov (napríklad roztokov), ktorých obsah zložiek je známy.
4) koncentrácia látky v roztoku.
Pre mnohé vodné roztoky látok boli spoľahlivo zmerané indexy lomu pri rôznych koncentráciách a teplotách a v týchto prípadoch je možné použiť referenčné údaje. refraktometrické tabuľky.
Prax ukazuje, že keď obsah rozpustenej látky nepresahuje 10-20%, spolu s grafickou metódou je v mnohých prípadoch možné použiť lineárna rovnica ako:
n=nie+FC,
n- index lomu roztoku,
č je index lomu čistého rozpúšťadla,
C— koncentrácia rozpustenej látky, %
F-empirický koeficient, ktorého hodnota sa zistí
stanovením indexov lomu roztokov známej koncentrácie.
REFRAKTOMETRE.
Refraktometre sú zariadenia používané na meranie indexu lomu.
Existujú 2 typy týchto prístrojov: refraktometer typu Abbe a typ Pulfrich. V týchto aj v iných sú merania založené na určení veľkosti medzného uhla lomu. V praxi sa používajú refraktometre rôznych systémov: laboratórne-RL, univerzálne RLU atď.
Index lomu destilovanej vody n0 = 1,33299, v praxi sa tento ukazovateľ považuje za referenčný ako n0 =1,333.
Princíp činnosti na refraktometroch je založený na stanovení indexu lomu metódou limitného uhla (uhol úplného odrazu svetla).
Ručný refraktometer
Refraktometer Abbe