Lūžio rodiklis, palyginti su dažniu. Kaip apskaičiuojamas lūžio rodiklis? Koks yra stiklo lūžio rodiklis? Ir kai reikia žinoti

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

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

Ryžiai. 184. Dviejų terpių santykinis lūžio rodiklis:

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

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

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

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

6 lentelė. Lūžio rodiklis įvairių medžiagų oro atžvilgiu

Skysčiai		Kietosios medžiagos
Medžiaga		Medžiaga

Etanolis
anglies disulfidas
Glicerolis		Stiklas (šviesus karūna)
skystas vandenilis		Stiklas (sunkus titnagas)
skystas helis

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Pirmasis apskaičiuojamas naudojant vieną iš dviejų formulių:

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

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

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

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

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

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

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

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

Nenaudojant jokios medžiagos, instrumento okuliare matoma skalė bus visiškai mėlyna. Jei nuleisite ant paprasto distiliuoto vandens prizmės, tinkamai sukalibruodami instrumentą, mėlynos ir baltos gėlės eis tiesiai į nulį. Tiriant kitą medžiagą, ji pasislinks išilgai skalės pagal jos lūžio rodiklį.

Į PASKAITĄ №24

"INSTRUMENTINIAI ANALIZĖS METODAI"

REFRAKTOMETRIJA.

Literatūra:

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

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

REFRAKTOMETRIJA.

Refraktometrija yra viena iš paprasčiausių fiziniai metodai kaštų analizė minimalus kiekis analitė ir atliekama per labai trumpą laiką.

Refraktometrija- metodas, pagrįstas lūžio arba refrakcijos reiškiniu t.y. šviesos sklidimo krypties pasikeitimas pereinant iš vienos terpės į kitą.

Refrakcija, kaip ir šviesos sugertis, yra jos sąveikos su terpe pasekmė. Žodis refraktometrija reiškia matavimas šviesos lūžis, kuris apskaičiuojamas pagal lūžio rodiklio reikšmę.

Lūžio rodiklio reikšmė n priklauso

1) apie medžiagų ir sistemų sudėtį,

2) nuo kokia koncentracija ir kokias molekules šviesos spindulys sutinka savo kelyje, nes Veikiant šviesai skirtingų medžiagų molekulės poliarizuojasi skirtingai. Būtent šia priklausomybe remiasi refraktometrinis metodas.

Šis metodas turi daug privalumų, todėl jis buvo plačiai pritaikytas abiem atvejais cheminiai tyrimai ir proceso valdyme.

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

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

Refraktometrijos metodas naudojamas tiriant tirpalus autentiškumui ir grynumui kontroliuoti, atskiroms medžiagoms identifikuoti, organinių ir neorganinių junginių struktūrai nustatyti. Refraktometrija naudojama dviejų komponentų tirpalų sudėčiai nustatyti ir trijų komponentų sistemoms.

Fizinis metodo pagrindas

LŪGIO RODIKLIS.

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

šios aplinkos.

Apsvarstykite šviesos pluošto lūžį ties bet kurių dviejų skaidrių terpių I ir II riba (žr. pav.). Sutikime, kad II terpė turi didesnę lūžio galią, todėl n 1 ir n 2- rodo atitinkamos terpės lūžį. Jei terpė I nėra nei vakuumas, nei oras, tada šviesos pluošto kritimo kampo sin ir lūžio kampo sin santykis duos vertę santykinis rodiklis refrakcija n rel. n rel reikšmė. taip pat gali būti apibrėžtas kaip nagrinėjamų terpių lūžio rodiklių santykis.

n rel. = ----- = ---

Lūžio rodiklio reikšmė priklauso nuo

1) medžiagų pobūdis

Medžiagos prigimtį šiuo atveju lemia jos molekulių deformuojamumo laipsnis veikiant šviesai – poliarizacijos laipsnis. Kuo intensyvesnis poliarizavimas, tuo stipresnė šviesos lūžis.

2)krintančios šviesos bangos ilgis

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

Lūžio rodiklio priklausomybė nuo šviesos bangos ilgio vadinama dispersija. Kuo trumpesnis bangos ilgis, tuo didesnė refrakcija. Todėl skirtingo bangos ilgio spinduliai lūžta skirtingai.

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

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

Temperatūros korekcija apskaičiuojama pagal šią formulę:

n t \u003d n 20 + (20-t) 0,0002, kur

n t - Ate lūžio rodiklis tam tikroje temperatūroje,

n 20 - lūžio rodiklis 20 0 C temperatūroje

Temperatūros įtaka dujų ir skysčių lūžio rodiklių vertėms yra susijusi su jų tūrio plėtimosi koeficientų reikšmėmis. Kaitinant didėja visų dujų ir skysčių tūris, mažėja tankis ir atitinkamai mažėja indikatorius.

Lūžio rodiklis, išmatuotas esant 20 0 C ir 589,3 nm šviesos bangos ilgiui, rodomas indeksu n D 20

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

4) medžiagos koncentracija tirpale.

Daugumai vandeniniai tirpalai medžiagų, lūžio rodikliai esant skirtingoms koncentracijoms ir temperatūroms yra patikimai išmatuojami, ir tokiais atvejais galite naudoti nuorodą refraktometrinės lentelės. Praktika rodo, kad kai ištirpusios medžiagos kiekis neviršija 10-20%, kartu su grafiniu metodu labai daugeliu atvejų galima naudoti tiesinė lygtis tipas:

n=n o +FC,

n- tirpalo lūžio rodiklis,

ne yra gryno tirpiklio lūžio rodiklis,

C- ištirpusios medžiagos koncentracija, %

F-empirinis koeficientas, kurio reikšmė randama

nustatant žinomos koncentracijos tirpalų lūžio rodiklius.

REFRAKTOMETRAS.

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

Distiliuoto vandens lūžio rodiklis n 0 \u003d 1,33299, praktiškai šis rodiklis laikomas n 0 =1,333.

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

Rankinis refraktometras

Refraktometras Abbe

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

Ryžiai. 184. Dviejų terpių santykinis lūžio rodiklis:

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

6 lentelė. Įvairių medžiagų lūžio rodiklis oro atžvilgiu

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

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

Skaidrių kietųjų medžiagų lūžio rodiklio nustatymas

Ir skysčių

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

Tikslas: nustatyti stiklo ir skysčių lūžio rodiklius.

Stiklo lūžio rodiklio nustatymas mikroskopu

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

Ženklas susideda iš dviejų vienas kitą statmenų įbrėžimų, iš kurių vienas (A) taikomas apačioje, o antrasis (B) – viršutiniame plokštės paviršiuje. Plokštelė apšviečiama monochromatine šviesa ir tiriama mikroskopu. Ant
ryžių. 4.7 pavaizduota tiriamos plokštės pjūvis vertikalia plokštuma.

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

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

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

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

tgi/tgr = AB/BC,

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

Jei kampai i ir r yra maži, tada

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

tie. Sini/Sinr = d/d1.

Atsižvelgdami į šviesos lūžio dėsnį, gauname

D/d1 matavimas atliekamas naudojant mikroskopą.

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

Ant dešinės rankenos ašies yra diskas su galūnių skale.

Rodmenys b ant galūnės fiksuoto rodyklės atžvilgiu nustato atstumą h nuo objektyvo iki mikroskopo pakopos:

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

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

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

Darbo tvarka

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

Lūžio rodiklis

4.7) buvo regėjimo lauke.

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

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

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

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

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

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

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

Pastabos nuoroda a2.

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

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

6. Pagal formulę apskaičiuokite plokštės medžiagos lūžio rodiklį

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

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

Skysčių lūžio rodiklio nustatymas refraktometru

Prietaisai, naudojami lūžio rodikliams nustatyti, vadinami refraktometrais.

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

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

Šviesos spindulys (pav.

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

Viršutinės apšvietimo prizmės 3 paviršius AA (pav.

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

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

mažiau nei 1540.

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

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

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

nst / nzh \u003d sinipr / sinrpr (4.11)

arba nzh = nstsinrpr, (4.12)

nes sinipr = 1.

4 prizmės paviršiuje BC šviesos spinduliai vėl lūžta ir tada

Sini¢pr/sinr¢pr = 1/nst, (4.13)

r¢pr+i¢pr = i¢pr =a , (4.14)

kur a yra prizmės lūžimo spindulys 4.

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

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

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

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

9 skalėje (žr

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

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

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

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

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

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

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

Rinkimo skalė turi būti sugraduota. Tvarkaraštis pridedamas prie įrengimo.

Darbo tvarka

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

3. Taikydami akis, pasiekite ryškų mastelio vaizdą ir sąsają tarp matymo laukų.

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

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

6. Ištirti siūlomą skysčių rinkinį ir įvertinti matavimo paklaidą.

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

testo klausimai

1 variantas

Apibrėžkite terpės absoliučiuosius ir santykinius lūžio rodiklius.

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

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

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

Raskite šios medžiagos lūžio rodiklį.

Atsakymas: n=2.

2 variantas

1. Koks yra visiško vidinio atspindžio fenomenas?

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

3. Paaiškinkite kompensatoriaus vaidmenį refraktometre.

4. Užduotis. Iš apvalaus plausto centro į 10 m gylį nuleidžiama lemputė. Raskite minimalų plausto spindulį, o joks lemputės spindulys neturėtų pasiekti paviršiaus.

Atsakymas: R = 11,3 m.

LŪŽIO RODIKLIS, arba LŪGIO KOEFICIENTAS, yra abstraktus skaičius, apibūdinantis skaidrios terpės lūžio galią. Lūžio rodiklis žymimas lotyniška raide π ir apibrėžiamas kaip spindulio, patenkančio iš tuštumos į tam tikrą skaidrią terpę, kritimo kampo sinuso ir lūžio kampo sinuso santykis:

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

Lūžio rodiklis laikomas terpės optinio tankio matu

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

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

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

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

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

LŪŽIO RODIKLIS

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

Kai kurių skaidrių kūnų lūžio rodikliai

Oras - 1,000292

Vanduo - 1,334

Eteris – 1 358

Etilo alkoholis - 1,363

Glicerinas - 1 473

Organinis stiklas (plexiglass) - 1, 49

benzenas – 1,503

(Karūnos stiklas - 1,5163

Eglė (Kanados), balzamas 1,54

Sunkus karūnos stiklas - 1, 61 26

Titnago stiklas - 1,6164

Anglies disulfidas - 1,629

Stiklas sunkus titnagas - 1, 64 75

Monobromonaftalenas - 1,66

Stiklas yra sunkiausias titnagas – 1,92

Deimantas - 2,42

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

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

41 laboratorija

Skysčių lūžio rodiklio nustatymas refraktometru

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

Montavimo aprašymas

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

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

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

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

Šis lūžio rodiklis yra pažymėtas nD.

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

Medžiagos refrakcija apibūdinama santykinės dispersijos verte:
Vadovėliuose dažniausiai pateikiamas santykinės sklaidos reciprokas, t.y.

e.
, kur yra dispersijos koeficientas arba Abbe skaičius.

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

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

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

Prietaiso schema parodyta fig. vienas.

Tiriamas skystis dedamas tarp dviejų prizmės 1 ir 2 paviršių. Prizmė 2 gerai nupoliruotu paviršiumi. AB yra matuojamas, o prizmė 1 turi matinį paviršių BET1 AT1 - apšvietimas. Šviesos šaltinio spinduliai krenta ant krašto BET1 Su1 , lūžti, kristi ant matinio paviršiaus BET1 AT1 ir išsibarstę šiuo paviršiumi.

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

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

Didėjant kritimo kampui
lūžio kampas taip pat didėja ir pasiekia maksimali vertė
, kada
, t.

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

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

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

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

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

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

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

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

Darbo tvarka

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

2. Atidarykite matavimo prizmę.

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

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

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

1 pratimas

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

Išmatuokite gauto tirpalo lūžio rodiklį.

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

1 lentelė

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

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

Eksperimentinių duomenų apdorojimas

a) Grafinis metodas

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

2. Pagal grafiką nustatykite tirpalo koncentraciją NaCl davė laborantė.

b) Analitinis metodas

Apskaičiuokite mažiausiaisiais kvadratais BET, AT ir SB.

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

testo klausimai

šviesos sklaida. Kuo skiriasi normali ir nenormali dispersija?

2. Koks yra visiško vidinio atspindžio fenomenas?

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

4. Kodėl prizmės veidas BET1 AT1 padaryti matinį?

Degradacija, indeksas

Psichologinė enciklopedija

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

Indeksas

Psichologinė enciklopedija

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

Nuo ko priklauso medžiagos lūžio rodiklis?

Indeksas

Psichologinė enciklopedija

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

Komunikabilumas, indeksas

Psichologinė enciklopedija

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

Pasirinkimas, rodyklė

Psichologinė enciklopedija

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

Patikimumas, indeksas

Psichologinė enciklopedija

Statistika, kuri pateikia koreliacijos tarp faktinių verčių, gautų atliekant testą, ir teoriškai teisingų verčių įvertį.

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

Prognozavimo efektyvumas, indeksas

Psichologinė enciklopedija

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

Žodžiai, rodyklė

Psichologinė enciklopedija

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

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

Kūno struktūros, indeksas

Psichologinė enciklopedija

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

Tie, kurių balai buvo „normalaus“ diapazone, buvo vadinami mezomorfais, tie, kurie buvo standartinio nuokrypio arba viršija vidurkį, buvo vadinami leptomorfais, o tie, kurie buvo standartinio nuokrypio arba...

Į PASKAITĄ №24

"INSTRUMENTINIAI ANALIZĖS METODAI"

REFRAKTOMETRIJA.

Literatūra:

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

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

REFRAKTOMETRIJA.

Refraktometrija yra vienas iš paprasčiausių fizikinių analizės metodų, reikalaujantis minimalaus analitės kiekio ir atliekamas per labai trumpą laiką.

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

šviesos sklidimo krypties pasikeitimas pereinant iš vienos terpės į kitą.

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

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

Lūžio rodiklio reikšmė n priklauso

1) apie medžiagų ir sistemų sudėtį,

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

Veikiant šviesai skirtingų medžiagų molekulės poliarizuojasi skirtingai. Būtent šia priklausomybe remiasi refraktometrinis metodas.

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

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

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

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

Refraktometrija naudojama dviejų komponentų tirpalų sudėčiai nustatyti ir trijų komponentų sistemoms.

Fizinis metodo pagrindas

LŪGIO RODIKLIS.

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

šios aplinkos.

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

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

Koks yra stiklo lūžio rodiklis? O kada būtina žinoti?

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

nrel. = —— = —

Lūžio rodiklio reikšmė priklauso nuo

1) medžiagų pobūdis

Medžiagos prigimtį šiuo atveju lemia jos molekulių deformuojamumo laipsnis veikiant šviesai – poliarizacijos laipsnis.

Kuo intensyvesnis poliarizavimas, tuo stipresnė šviesos lūžis.

2)krintančios šviesos bangos ilgis

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

Lūžio rodiklio priklausomybė nuo šviesos bangos ilgio vadinama dispersija.

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

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

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

Temperatūros korekcija apskaičiuojama pagal šią formulę:

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

nt- Ate lūžio rodiklis tam tikroje temperatūroje,

n20 – lūžio rodiklis esant 200C

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

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

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

4) medžiagos koncentracija tirpale.

Daugelio vandeninių medžiagų tirpalų lūžio rodikliai esant įvairioms koncentracijoms ir temperatūroms buvo patikimai išmatuoti ir tokiais atvejais galima naudoti pamatinius duomenis. refraktometrinės lentelės.

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

n = ne + FC,

n- tirpalo lūžio rodiklis,

ne yra gryno tirpiklio lūžio rodiklis,

C— ištirpusios medžiagos koncentracija, %

F-empirinis koeficientas, kurio reikšmė randama

nustatant žinomos koncentracijos tirpalų lūžio rodiklius.

REFRAKTOMETRAS.

Refraktometrai yra prietaisai, naudojami lūžio rodikliui matuoti.

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

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

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

Rankinis refraktometras

Refraktometras Abbe

Procesai, susiję su šviesa, yra svarbi fizikos sudedamoji dalis ir supa mus visur kasdieniame gyvenime. Svarbiausi šioje situacijoje yra šviesos atspindžio ir lūžio dėsniai, kuriais remiasi šiuolaikinė optika. Šviesos lūžimas yra svarbi šiuolaikinio mokslo dalis.

Iškraipymo efektas

Šis straipsnis jums pasakys, kas yra šviesos lūžio reiškinys, taip pat kaip atrodo lūžio dėsnis ir kas iš jo išplaukia.

Fizinio reiškinio pagrindai

Kai spindulys nukrenta ant paviršiaus, kurį skiria dvi skaidrios medžiagos, kurių optinis tankis skiriasi (pavyzdžiui, skirtingi stiklai arba vandenyje), dalis spindulių atsispindės, o dalis prasiskverbs į antrąją struktūrą (pvz., jis dauginsis vandenyje arba stikle). Pereinant iš vienos terpės į kitą, pluoštui būdingas jo krypties pasikeitimas. Tai yra šviesos lūžio reiškinys.
Vandenyje ypač gerai matosi šviesos atspindys ir lūžimas.

vandens iškraipymo efektas

Žiūrint į daiktus vandenyje, jie atrodo iškreipti. Tai ypač pastebima ties oro ir vandens riba. Vizualiai atrodo, kad povandeniniai objektai yra šiek tiek nukreipti. Aprašytas fizinis reiškinys kaip tik ir yra priežastis, kodėl visi objektai vandenyje atrodo iškreipti. Kai spinduliai atsitrenkia į stiklą, šis efektas yra mažiau pastebimas.
Šviesos lūžimas yra fizikinis reiškinys, kuriam būdingas saulės spindulio krypties pasikeitimas judėjimo iš vienos terpės (struktūros) į kitą momentu.
Norėdami geriau suprasti šį procesą, apsvarstykite pavyzdį, kai iš oro į vandenį nukrenta sija (panašiai ir stiklui). Nubrėžus statmeną išilgai sąsajos, galima išmatuoti šviesos pluošto lūžio kampą ir grįžimą. Šis indikatorius (lūžio kampas) pasikeis, kai srautas prasiskverbs į vandenį (stiklo vidų).
Pastaba! Šis parametras suprantamas kaip kampas, kuris sudaro statmeną dviejų medžiagų atskyrimui, kai sija prasiskverbia iš pirmosios konstrukcijos į antrą.

Spindulio praėjimas

Tas pats rodiklis būdingas ir kitoms aplinkoms. Nustatyta, kad šis rodiklis priklauso nuo medžiagos tankio. Jei spindulys krinta iš mažiau tankios struktūros į tankesnę, tada sukuriamas iškraipymo kampas bus didesnis. O jei atvirkščiai, tai mažiau.
Tuo pačiu metu kritimo nuolydžio pasikeitimas taip pat turės įtakos šiam rodikliui. Tačiau santykiai tarp jų nelieka pastovūs. Tuo pačiu metu jų sinusų santykis išliks pastovią vertę, kuri rodoma pagal šią formulę: sinα / sinγ = n, kur:

n yra pastovi vertė, aprašoma kiekvienai konkrečiai medžiagai (orui, stiklui, vandeniui ir kt.). Todėl kokia bus ši vertė, galima nustatyti iš specialių lentelių;
α – kritimo kampas;
γ yra lūžio kampas.

Norėdami tai nustatyti fizinis reiškinys ir buvo sukurtas lūžio dėsnis.

fizinis įstatymas

Šviesos srautų lūžio dėsnis leidžia nustatyti skaidrių medžiagų savybes. Pats įstatymas susideda iš dviejų nuostatų:

Pirma dalis. Spindulys (kritimas, pakeistas) ir statmuo, kuris buvo atkurtas kritimo taške ties riba, pavyzdžiui, oras ir vanduo (stiklas ir kt.), bus vienoje plokštumoje;
antra dalis. Kritimo kampo sinuso santykio su to paties kampo sinusu, susidariusio kertant ribą, rodiklis bus pastovi reikšmė.

Įstatymo aprašymas

Šiuo atveju tuo metu, kai spindulys išeina iš antrosios konstrukcijos į pirmąją (pavyzdžiui, kai šviesos srautas pereina iš oro, per stiklą ir atgal į orą), taip pat atsiras iškraipymo efektas.

Svarbus parametras skirtingiems objektams

Pagrindinis rodiklis šioje situacijoje yra kritimo kampo sinuso santykis su panašiu parametru, bet iškraipymui. Kaip matyti iš aukščiau aprašyto įstatymo, šis rodiklis yra pastovi vertė.
Tuo pačiu metu, pasikeitus kritimo nuolydžio vertei, tokia pati situacija bus būdinga panašiam rodikliui. Šis nustatymas turi didelę reikšmę, nes tai yra neatskiriama skaidrių medžiagų savybė.

Indikatoriai skirtingiems objektams

Dėl šio parametro galite gana efektyviai atskirti stiklo tipus, taip pat įvairius brangakmenius. Tai taip pat svarbu nustatant šviesos greitį įvairiose terpėse.

Pastaba! Didžiausias šviesos srauto greitis yra vakuume.

Pereinant nuo vienos medžiagos prie kitos, jos greitis sumažės. Pavyzdžiui, deimantas, turintis didžiausią lūžio rodiklį, fotono sklidimo greitis bus 2,42 karto didesnis nei oro. Vandenyje jie plis 1,33 karto lėčiau. Įvairių tipų stiklams šis parametras svyruoja nuo 1,4 iki 2,2.

Pastaba! Kai kurių akinių lūžio rodiklis yra 2,2, o tai labai artima deimantui (2,4). Todėl ne visada galima atskirti stiklo gabalėlį nuo tikro deimanto.

Optinis medžiagų tankis

Šviesa gali prasiskverbti per įvairias medžiagas, kurioms būdinga įvairių rodiklių optinis tankis. Kaip minėjome anksčiau, naudodamiesi šiuo įstatymu galite nustatyti terpės (struktūros) tankio charakteristiką. Kuo jis tankesnis, tuo lėčiau jame sklis šviesos greitis. Pavyzdžiui, stiklas ar vanduo bus optiškai tankesnis nei oras.
Be to, kad šis parametras yra pastovi reikšmė, jis taip pat atspindi dviejų medžiagų šviesos greičio santykį. Fizinė reikšmė gali būti parodyta kaip ši formulė:

Šis indikatorius parodo, kaip keičiasi fotonų sklidimo greitis pereinant iš vienos medžiagos į kitą.

Kitas svarbus rodiklis

Judant šviesos srautą per skaidrius objektus, galima jo poliarizacija. Jis stebimas šviesos srautui praeinant iš dielektrinės izotropinės terpės. Poliarizacija atsiranda, kai fotonai praeina per stiklą.

poliarizacijos efektas

Dalinė poliarizacija stebima, kai šviesos srauto kritimo kampas ties dviejų dielektrikų riba skiriasi nuo nulio. Poliarizacijos laipsnis priklauso nuo to, kokie buvo kritimo kampai (Brewsterio dėsnis).

Pilnas vidinis atspindys

Baigdami trumpą nukrypimą, tokį efektą vis tiek reikia vertinti kaip visavertį vidinį atspindį.

Viso ekrano reiškinys

Kad šis efektas atsirastų, reikia padidinti šviesos srauto kritimo kampą jo perėjimo iš tankesnio į mažiau tankų momentu. tanki aplinka medžiagų sąsajoje. Esant situacijai, kai šis parametras viršija tam tikrą ribinę vertę, fotonai, patenkantys ant šios atkarpos ribos, bus visiškai atspindėti. Tiesą sakant, tai bus mūsų trokštamas reiškinys. Be jo buvo neįmanoma pagaminti šviesolaidžio.

Išvada

Praktinis šviesos srauto elgsenos ypatybių taikymas davė daug, sukuriant įvairius techninius prietaisus mūsų gyvenimui pagerinti. Tuo pačiu metu šviesa žmonijai atvėrė ne visas savo galimybes, o praktinis jos potencialas dar nėra iki galo išnaudotas.

Kaip savo rankomis pasidaryti popierinę lempą
Kaip patikrinti LED juostos veikimą