Ta članek razkriva bistvo takega koncepta optike, kot je lomni količnik. Podane so formule za izračun te količine in podan je kratek pregled uporabe pojava loma elektromagnetnega valovanja.

Vid in lomni količnik

Ob zori civilizacije so si ljudje zastavljali vprašanje: kako vidi oko? Predlagano je, da človek oddaja žarke, ki čutijo okoliške predmete, ali, nasprotno, vse stvari oddajajo takšne žarke. Odgovor na to vprašanje je bil podan v sedemnajstem stoletju. Najdemo ga v optiki in je povezan z lomnim količnikom. Svetloba, ki se odbija od različnih neprozornih površin in se lomi na meji s prozornimi, daje človeku možnost videti.

Svetloba in lomni količnik

Naš planet je ovit v svetlobo Sonca. In ravno z valovno naravo fotonov je povezan koncept, kot je absolutni lomni količnik. Pri širjenju v vakuumu foton ne naleti na ovire. Na planetu svetloba naleti na veliko različnih gostejših okolij: atmosfero (mešanica plinov), vodo, kristale. Kot elektromagnetno valovanje imajo fotoni svetlobe enofazno hitrost v vakuumu (označeno z c), in v okolju - drugo (označeno v). Razmerje med prvim in drugim je tako imenovani absolutni lomni količnik. Formula je videti takole: n = c / v.

Fazna hitrost

Vredno je določiti fazno hitrost elektromagnetnega medija. V nasprotnem primeru razumejte, kaj je lomni količnik n, je prepovedano. Foton svetlobe je val. To pomeni, da ga lahko predstavimo kot paket energije, ki niha (predstavljajte si segment sinusnega vala). Faza je segment sinusoide, po katerem val potuje v danem trenutku (ne pozabite, da je to pomembno za razumevanje količine, kot je lomni količnik).

Na primer, faza je lahko maksimum sinusoide ali del njenega naklona. Fazna hitrost vala je hitrost, s katero se giblje določena faza. Kot pojasnjuje definicija lomnega količnika, se te vrednosti razlikujejo za vakuum in medij. Poleg tega ima vsako okolje svojo vrednost te količine. Vsaka prozorna spojina, ne glede na njeno sestavo, ima lomni količnik, ki se razlikuje od vseh drugih snovi.

Absolutni in relativni lomni količnik

Že zgoraj je bilo pokazano, da se absolutna vrednost meri glede na vakuum. Vendar je to na našem planetu težko: svetloba pogosteje zadene mejo zraka in vode ali kremena in spinela. Za vsakega od teh medijev, kot je navedeno zgoraj, je lomni količnik drugačen. V zraku foton svetlobe potuje enosmerno in ima eno fazno hitrost (v 1), ko pa pride v vodo, spremeni smer širjenja in fazno hitrost (v 2). Vendar obe smeri ležita v isti ravnini. To je zelo pomembno za razumevanje, kako se slika okoliškega sveta oblikuje na mrežnici očesa ali na matrici kamere. Razmerje obeh absolutnih vrednosti daje relativni lomni količnik. Formula je videti takole: n 12 = v 1 / v 2.

Kaj pa, če svetloba, nasprotno, pride iz vode in vstopi v zrak? Potem bo ta vrednost določena s formulo n 21 = v 2 / v 1. Pri množenju relativnih lomnih količnikov dobimo n 21 * n 12 = (v 2 * v 1) / (v 1 * v 2) = 1. To razmerje velja za kateri koli par medijev. Relativni lomni količnik je mogoče ugotoviti iz sinusov vpadnega in lomnega kota n 12 = sin Ɵ 1 / sin Ɵ 2. Ne pozabite, da se koti merijo od normale do površine. Normala je črta, pravokotna na površino. To je, če je problem podan kot α padca glede na samo površino, potem moramo izračunati sinus (90 - α).

Lepota lomnega količnika in njegove uporabe

V mirnem sončnem dnevu se na jezerskem dnu igrajo odsevi. Temno moder led pokriva skalo. Diamant razprši na tisoče iskric na ženski roki. Ti pojavi so posledica dejstva, da imajo vse meje prozornih medijev relativni lomni količnik. Poleg estetskega užitka je ta pojav mogoče uporabiti tudi za praktično uporabo.

Tu so primeri:

• Steklena leča zbere žarek sončne svetlobe in zažge travo.
• Laserski žarek se usmeri na oboleli organ in odreže nepotrebno tkivo.
• Sončna svetloba se lomi na starodavnem vitražu in ustvarja posebno vzdušje.
• Mikroskop poveča slike zelo majhnih podrobnosti.
• Spektrofotometrske leče zbirajo lasersko svetlobo, ki se odbija od površine preučevane snovi. Na ta način je mogoče razumeti strukturo in nato lastnosti novih materialov.
• Obstaja celo projekt za fotonski računalnik, kjer informacije ne bodo prenašali elektroni, kot zdaj, ampak fotoni. Takšna naprava bo zagotovo zahtevala lomne elemente.

Valovna dolžina

Vendar nas Sonce ne oskrbuje s fotoni le v vidnem spektru. Infrardeče, ultravijolično, rentgensko območje ni zaznano človeški vid, vendar vplivajo na naša življenja. IR žarki nas grejejo, UV fotoni ionizirajo zgornje plasti ozračja in rastlinam omogočajo proizvodnjo kisika s fotosintezo.

In kolikšen je lomni količnik, ni odvisno samo od snovi, med katerimi je meja, ampak tudi od valovne dolžine vpadnega sevanja. O kateri natančni vrednosti govorimo, je običajno jasno iz konteksta. Se pravi, če knjiga obravnava rentgenske žarke in njihov učinek na človeka, potem n tam je definirano posebej za to območje. Toda običajno je mišljen vidni spekter elektromagnetnega valovanja, razen če je določeno kaj drugega.

Lomni količnik in odboj

Kot je postalo jasno iz zgoraj zapisanega, govorimo o o transparentnih medijih. Kot primere smo navedli zrak, vodo in diamant. Kaj pa les, granit, plastika? Ali zanje obstaja kaj takega, kot je lomni količnik? Odgovor je kompleksen, a na splošno - da.

Najprej bi morali razmisliti, s kakšno svetlobo imamo opravka. Tiste medije, ki so neprozorni za vidne fotone, prereže rentgensko ali gama sevanje. Se pravi, če bi bili vsi supermani, potem bi bil za nas ves svet okoli nas prozoren, a v različne stopnje. Na primer, betonske stene ne bi bile gostejše od želeja, kovinski elementi pa bi bili videti kot koščki gostejšega sadja.

Za druge osnovne delce, mione, je naš planet na splošno prozoren skozi in skozi. Nekoč so imeli znanstveniki nemalo težav z dokazovanjem samega dejstva njihovega obstoja. Vsako sekundo nas prebode na milijone mionov, vendar je verjetnost, da bi posamezen delec trčil v snov, zelo majhna in je to zelo težko zaznati. Mimogrede, Baikal bo kmalu postal kraj za "lovljenje" mionov. Njena globoka in čista voda je idealna za to – še posebej pozimi. Glavna stvar je, da senzorji ne zamrznejo. Torej je lomni količnik betona, na primer, za rentgenske fotone smiseln. Poleg tega je obsevanje snovi z rentgenskimi žarki eden najbolj natančnih in pomembnih načinov preučevanja strukture kristalov.

Prav tako si velja zapomniti, da imajo v matematičnem smislu snovi, ki so neprozorne za dano območje, namišljen lomni količnik. Nazadnje moramo razumeti, da lahko temperatura snovi vpliva tudi na njeno prosojnost.

Refrakcija ali refrakcija je pojav, pri katerem se smer svetlobnega žarka ali drugih valov spremeni, ko prečkajo mejo, ki ločuje dva medija, tako prozorna (prepušča ta valovanja) kot znotraj medija, v katerem se lastnosti nenehno spreminjajo.

S pojavom refrakcije se srečujemo precej pogosto in ga dojemamo kot vsakdanji pojav: opazimo lahko, da se palčka, ki se nahaja v prozornem kozarcu z barvno tekočino, »zlomi« na mestu ločitve zraka in vode (slika 1). Ko se svetloba med dežjem lomi in odbija, se razveselimo, ko vidimo mavrico (slika 2).

Lomni količnik je pomembna značilnost snovi, povezana z njenimi fizikalno-kemijskimi lastnostmi. Odvisno je od temperaturnih vrednosti, pa tudi od valovne dolžine svetlobe, pri kateri se izvaja določanje. Glede na podatke o kontroli kakovosti v raztopini na lomni količnik vplivata koncentracija v njej raztopljene snovi in ​​tudi narava topila. Zlasti na lomni količnik krvnega seruma vpliva količina beljakovin, ki jih vsebuje.To je posledica dejstva, da se z različnimi hitrostmi širjenja svetlobnih žarkov v medijih z različno gostoto spremeni njihova smer na meji med obema. mediji. Če hitrost svetlobe v vakuumu delimo s hitrostjo svetlobe v preučevani snovi, dobimo absolutni lomni količnik (lomni količnik). V praksi se določa relativni lomni količnik (n), ki je razmerje med hitrostjo svetlobe v zraku in hitrostjo svetlobe v proučevani snovi.

Lomni količnik se kvantitativno določi s posebno napravo - refraktometrom.

Refraktometrija je ena izmed najlažjih metod fizikalne analize in se lahko uporablja v laboratorijih za kontrolo kakovosti pri proizvodnji kemičnih, živilskih, biološko aktivnih aditivov za živila, kozmetike in drugih vrst izdelkov z minimalnim časom in številom vzorcev, ki jih testiramo.

Zasnova refraktometra temelji na dejstvu, da se svetlobni žarki popolnoma odbijejo, ko gredo skozi mejo dveh medijev (eden od njiju je steklena prizma, drugi pa preskusna raztopina) (slika 3).

riž. 3. Diagram refraktometra

Iz vira (1) svetlobni žarek pade na zrcalno površino (2), nato ob odbitju preide v zgornjo svetlobno prizmo (3), nato v spodnjo merilno prizmo (4), ki je izdelana iz stekla z visok lomni količnik. 1–2 kapljici vzorca nanesemo med prizme (3) in (4) s pomočjo kapilare. Da ne bi poškodovali prizme mehanske poškodbe, je potrebno, da se ne dotaknete kapilarne površine.

Skozi okular (9) je vidno polje s prekrižanimi črtami za vzpostavitev vmesnika. Pri premikanju okularja mora biti točka presečišča polj poravnana z vmesnikom (slika 4).Vlogo vmesnika ima ravnina prizme (4), na površini katere se svetlobni žarek lomi. Ker so žarki razpršeni, se meja med svetlobo in senco izkaže za zamegljeno, prelivajočo se. Ta pojav odpravlja disperzijski kompenzator (5). Žarek nato spustimo skozi lečo (6) in prizmo (7). Plošča (8) ima vzorčne črte (dve navzkrižno prekrižani ravni črti) ter skalo z lomnimi količniki, ki jo opazujemo skozi okular (9). Iz nje se izračuna lomni količnik.

Ločnica med mejami polja bo ustrezala kotu notranjega popolnega odboja, ki je odvisen od lomnega količnika vzorca.

Refraktometrija se uporablja za ugotavljanje čistosti in pristnosti snovi. To metodo uporabljamo tudi za določanje koncentracije snovi v raztopinah pri kontroli kakovosti, ki jo izračunamo s pomočjo umeritvenega grafa (grafa, ki prikazuje odvisnost lomnega količnika vzorca od njegove koncentracije).

V podjetju KorolevPharm določamo lomni količnik v skladu z odobreno regulativno dokumentacijo med vhodno kontrolo surovin, v ekstraktih lastne proizvodnje, pa tudi med proizvodnjo. končnih izdelkov. Določitev opravijo usposobljeni zaposleni v akreditiranem fizikalno-kemijskem laboratoriju z uporabo refraktometra IRF-454 B2M.

Če glede na rezultate nadzor vnosa lomni indeks surovine se ne ujema potrebne zahteve, služba za nadzor kakovosti izda Poročilo o neskladnosti, na podlagi katerega se ta serija surovin vrne dobavitelju.

Metoda določanja

1. Pred začetkom meritev se preveri čistost površin prizem, ki se med seboj dotikajo.

2. Preverjanje ničelne točke. Na površino merilne prizme kanite 2÷3 kapljice destilirane vode in jo previdno prekrijte z osvetljevalno prizmo. Odpremo svetlobno okno in z ogledalom namestimo vir svetlobe v najbolj intenzivno smer. Z vrtenjem vijakov okularja dosežemo jasno, ostro razliko med temnimi in svetlimi polji v njegovem vidnem polju. Zasukamo vijak in usmerimo linijo sence in svetlobe tako, da sovpada s točko, kjer se črti sekata v zgornjem oknu okularja. Na navpični črti v spodnjem oknu okularja vidimo želeni rezultat - lomni količnik destilirane vode pri 20 °C (1,333). Če so odčitki različni, z vijakom nastavite lomni količnik na 1,333 in s ključem (odstranite nastavitveni vijak) pripeljite mejo sence in svetlobe do točke, kjer se črti sekata.

3. Določite lomni količnik. Dvignemo komoro osvetljevalne prizme in odstranimo vodo s filtrirnim papirjem ali gazo. Nato nanesite 1-2 kapljici preskusne raztopine na površino merilne prizme in zaprite komoro. Zavrtite vijake, dokler meje sence in svetlobe ne sovpadajo s točko presečišča črt. Na navpični črti v spodnjem oknu okularja vidimo želeni rezultat - lomni količnik preizkušanca. Lomni količnik izračunamo s pomočjo skale v spodnjem okencu okularja.

4. Z umeritvenim grafom ugotovimo razmerje med koncentracijo raztopine in lomnim količnikom. Za izdelavo grafa je potrebno pripraviti standardne raztopine več koncentracij z uporabo pripravkov kemično čistih snovi, izmeriti njihove lomne količnike in dobljene vrednosti narisati na ordinatno os, ustrezne koncentracije raztopin pa na abscisno os. Izbrati je treba koncentracijske intervale, pri katerih opazimo linearno razmerje med koncentracijo in lomnim količnikom. Izmerimo lomni količnik proučevanega vzorca in z grafom določimo njegovo koncentracijo.

Optika je ena od starih vej fizike. Od časa Antična grčija, so se številni filozofi zanimali za zakonitosti gibanja in širjenja svetlobe v različnih prozornih materialih, kot so voda, steklo, diamant in zrak. Ta članek obravnava pojav loma svetlobe s poudarkom na lomnem količniku zraka.

Učinek loma svetlobnega žarka

Vsakdo v svojem življenju se je stokrat srečal z manifestacijo tega učinka, ko je pogledal na dno rezervoarja ali kozarec vode, v katerem je bil kak predmet. Hkrati se ribnik ni zdel tako globok, kot je v resnici, in predmeti v kozarcu vode so bili videti deformirani ali zlomljeni.

Pojav loma je sestavljen iz prekinitve njegove premočrtne poti, ko seka mejo dveh prozornih materialov. Povzeti veliko število podatke iz poskusov je v začetku 17. stoletja prejel Nizozemec Willebrord Snell matematični izraz, ki je natančno opisal ta pojav. Ta izraz je običajno zapisan v naslednji obliki:

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

Tukaj sta n 1, n 2 absolutna lomna količnika svetlobe v ustreznem materialu, θ 1 in θ 2 sta kota med vpadnim in lomljenim žarkom ter pravokotnico na mejno ravnino, ki je narisana skozi presečišče žarka. in to letalo.

Ta formula se imenuje Snellov ali Snell-Descartesov zakon (v predstavljeni obliki jo je zapisal Francoz, Nizozemec pa je namesto sinusov uporabil dolžinske enote).

Poleg te formule pojav loma opisuje še en zakon, ki je geometrijske narave. Sestoji iz dejstva, da označena pravokotnica na ravnino in dva žarka (lomljeni in vpadni) ležijo v isti ravnini.

Absolutni lomni količnik

Ta količina je vključena v Snellovo formulo in njena vrednost igra pomembno vlogo. Matematično lomni količnik n ustreza formuli:

Simbol c je hitrost elektromagnetnega valovanja v vakuumu. Je približno 3*10 8 m/s. Vrednost v je hitrost svetlobe, ki se giblje skozi medij. Tako lomni količnik odraža količino zaostanka svetlobe v mediju glede na brezzračni prostor.

Iz zgornje formule sledita dva pomembna sklepa:

• vrednost n je vedno večja od 1 (za vakuum je enaka enoti);
• je brezdimenzijska količina.

Na primer, lomni količnik zraka je 1,00029, medtem ko je za vodo 1,33.

Lomni količnik ni konstantna vrednost za določen medij. Odvisno je od temperature. Poleg tega ima vsaka frekvenca elektromagnetnega valovanja svoj pomen. Tako zgornje številke ustrezajo temperaturi 20 o C in rumenemu delu vidnega spektra (valovna dolžina - približno 580-590 nm).

Odvisnost n od frekvence svetlobe se kaže v raztezanju bela svetloba prizme v vrsto barv, pa tudi v nastajanju mavrice na nebu ob močnem dežju.

Lomni količnik svetlobe v zraku

Njegova vrednost je že navedena zgoraj (1,00029). Ker se lomni količnik zraka razlikuje le na četrtem decimalnem mestu od nič, potem rešiti praktični problemi lahko se šteje za enako enotnosti. Rahla razlika med n za zrak in enoto kaže, da molekule zraka praktično ne upočasnijo svetlobe, kar je posledica njene relativno nizke gostote. Tako je povprečna gostota zraka 1,225 kg/m 3, kar pomeni, da je več kot 800-krat lažji od sladke vode.

Zrak je optično šibek medij. Proces upočasnitve svetlobne hitrosti v materialu je kvantne narave in je povezan z dejanji absorpcije in emisije fotonov s strani atomov snovi.

Spremembe v sestavi zraka (na primer povečanje vsebnosti vodne pare v njem) in spremembe temperature vodijo do znatnih sprememb lomnega količnika. Osupljiv primer je učinek fatamorgane v puščavi, ki nastane zaradi razlik v lomnih količnikih zračnih plasti z različnimi temperaturami.

Vmesnik steklo-zrak

Steklo je veliko gostejši medij kot zrak. Njegov absolutni lomni količnik se giblje od 1,5 do 1,66, odvisno od vrste stekla. Če vzamemo povprečno vrednost 1,55, lahko lom žarka na meji zrak-steklo izračunamo po formuli:

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

Vrednost n 21 imenujemo relativni lomni količnik zrak - steklo. Če gre žarek iz stekla v zrak, je treba uporabiti naslednjo formulo:

sin(θ 1)/sin(θ 2) = n 2 /n 1 = n 21 = 1/1,55 ​​= 0,645.

Če je kot lomljenega žarka v slednjem primeru enak 90 o, potem se ustrezni imenuje kritičen. Za mejo steklo-zrak je enako:

θ 1 = arcsin(0,645) = 40,17 o.

Če žarek pade na mejo steklo-zrak pod kotom večjim od 40,17 o, se bo popolnoma odbil nazaj v steklo. Ta pojav se imenuje "popolni notranji odboj".

Kritični kot obstaja le, ko se žarek premika iz gostega medija (iz stekla v zrak, ne pa obratno).

Zakon loma svetlobe. Absolutno in relativni indikatorji(koeficienti) refrakcije. Popolni notranji odboj

Zakon loma svetlobe je bila eksperimentalno ustanovljena v 17. stoletju. Ko svetloba prehaja iz enega prozornega medija v drugega, se lahko smer svetlobe spremeni. Spreminjanje smeri svetlobe na meji različna okolja imenujemo lom svetlobe. Zaradi loma pride do navidezne spremembe oblike predmeta. (primer: žlica v kozarcu vode). Zakon loma svetlobe: Na meji dveh medijev lomljeni žarek leži v vpadni ravnini in tvori z normalo na vmesnik, ki je obnovljena na vpadni točki, lomni kot, tako da: =n 1-vpadni kot, 2-odboj, n-lomni količnik (f. Snelius) - relativni indikator Lomni količnik žarka, ki vpada na medij iz brezzračnega prostora, se imenuje njegov absolutni lomni količnik. Vpadni kot, pri katerem lomljeni žarek začne drseti vzdolž vmesnika med dvema medijema, ne da bi se premaknil v optično gostejši medij – mejni kot popolnega notranjega odboja. Popolni notranji odboj- notranji odboj, če vpadni kot presega določen kritični kot. V tem primeru se vpadni val popolnoma odbije, vrednost odbojnega koeficienta pa presega svoj maksimum velike vrednosti za polirane površine. Odbojnost popolnega notranjega odboja je neodvisna od valovne dolžine. V optiki se ta pojav opazuje širok spekter elektromagnetno sevanje, vključno z rentgenskim sevanjem. V geometrijski optiki je pojav razložen v okviru Snellovega zakona. Glede na to, da lomni kot ne sme presegati 90°, ugotovimo, da se mora pri vpadnem kotu, katerega sinus je večji od razmerja med manjšim lomnim količnikom in večjim, elektromagnetno valovanje popolnoma odbiti v prvi medij. Primer: svetel sijaj številnih naravnih kristalov, zlasti brušenih dragih in poldragih kamnov, je razložen s popolnim notranjim odbojem, zaradi česar vsak žarek, ki vstopi v kristal, tvori veliko število dokaj svetlih žarkov, ki se pojavijo, obarvanih kot posledica disperzije.

Obrnemo se na podrobnejšo obravnavo lomnega količnika, ki smo ga uvedli v §81 pri oblikovanju lomnega zakona.

Lomni količnik je odvisen od optičnih lastnosti medija, iz katerega žarek pada, in medija, v katerega prodira. Lomni količnik, ki ga dobimo, ko svetloba iz vakuuma pade na kateri koli medij, se imenuje absolutni lomni količnik tega medija.

riž. 184. Relativni lomni količnik dveh medijev:

Naj bo absolutni lomni količnik prvega medija in drugega medija - . Ob upoštevanju loma na meji prvega in drugega medija poskrbimo, da je lomni količnik pri prehodu iz prvega medija v drugega, tako imenovani relativni lomni količnik, enak razmerju absolutnih lomnih količnikov medija. drugi in prvi medij:

(Slika 184). Nasprotno, pri prehodu iz drugega medija v prvega imamo relativni lomni količnik

Ugotovljeno povezavo med relativnim lomnim količnikom dveh medijev in njunima absolutnima lomnima količnikoma bi bilo mogoče izpeljati teoretično, brez novih poskusov, tako kot je to mogoče storiti za zakon reverzibilnosti (§82),

Medij z višjim lomnim količnikom imenujemo optično gostejši. Običajno se meri lomni količnik različnih medijev glede na zrak. Absolutni lomni količnik zraka je . Tako je absolutni lomni količnik katerega koli medija povezan z njegovim lomnim količnikom glede na zrak s formulo

Tabela 6. Lomni količnik različne snovi glede na zrak

Lomni količnik je odvisen od valovne dolžine svetlobe, torej od njene barve. Različne barve ustrezajo različnim lomnim količnikom. Ta pojav, imenovan disperzija, igra pomembno vlogo v optiki. Ta pojav bomo v naslednjih poglavjih večkrat obravnavali. Podatki v tabeli. 6, glej rumeno luč.

Zanimivo je, da je zakon odboja mogoče formalno zapisati v enaki obliki kot zakon loma. Naj spomnimo, da smo se dogovorili, da vedno merimo kote od navpičnice na pripadajoči žarek. Zato moramo upoštevati, da imata vpadni kot in odbojni kot nasprotna predznaka, tj. zakon refleksije lahko zapišemo kot

Če primerjamo (83.4) z lomnim zakonom, vidimo, da lahko zakon odboja obravnavamo kot poseben primer lomni zakon pri . Ta formalna podobnost zakonov odboja in loma je zelo koristna pri reševanju praktičnih problemov.

V prejšnji predstavitvi je imel lomni količnik pomen konstante medija, neodvisno od jakosti svetlobe, ki prehaja skozenj. Takšna razlaga lomnega količnika je povsem naravna, vendar v primeru visokih intenzitet sevanja, ki jih je mogoče doseči s sodobnimi laserji, ni upravičena. Lastnosti medija, skozi katerega prehaja močno svetlobno sevanje, so v tem primeru odvisne od njegove jakosti. Kot pravijo, okolje postane nelinearno. Nelinearnost medija se kaže predvsem v tem, da svetlobni val visoke intenzivnosti spremeni lomni količnik. Odvisnost lomnega količnika od jakosti sevanja ima obliko

Tukaj je običajni lomni količnik, je nelinearni lomni količnik in je faktor sorazmernosti. Dodatni člen v tej formuli je lahko pozitiven ali negativen.

Relativne spremembe lomnega količnika so razmeroma majhne. pri nelinearni lomni količnik. Vendar pa so že tako majhne spremembe lomnega količnika opazne: kažejo se v svojevrstnem pojavu samofokusiranja svetlobe.

Oglejmo si medij s pozitivnim nelinearnim lomnim količnikom. V tem primeru so območja povečane jakosti svetlobe hkrati območja povečanega lomnega količnika. Običajno je pri resničnem laserskem sevanju porazdelitev intenzitete po preseku žarka žarkov neenakomerna: intenzivnost je največja vzdolž osi in gladko pada proti robom žarka, kot je prikazano na sliki 1. 185 polnih krivulj. Podobna porazdelitev opisuje tudi spremembo lomnega količnika po preseku celice z nelinearnim medijem, vzdolž katere osi se širi laserski žarek. Lomni količnik, ki je največji vzdolž osi kivete, gladko pada proti njenim stenam (črtkane krivulje na sliki 185).

Žarek žarkov, ki zapušča laser vzporedno z osjo, vstopi v medij s spremenljivim lomnim količnikom, se odkloni v smeri, kjer je večji. Zato povečana intenzivnost v bližini kivete vodi do koncentracije svetlobnih žarkov na tem območju, ki je shematično prikazano v prerezih in na sl. 185, kar vodi do nadaljnjega povečanja. Navsezadnje se efektivni presek svetlobnega žarka, ki prehaja skozi nelinearni medij, bistveno zmanjša. Svetloba prehaja kot skozi ozek kanal z povečana stopnja lomnost. Tako se laserski snop žarkov zoži, nelinearni medij pa pod vplivom intenzivnega sevanja deluje kot zbiralna leča. Ta pojav se imenuje samofokusiranje. Opazimo ga lahko na primer v tekočem nitrobenzenu.

riž. 185. Porazdelitev intenzivnosti sevanja in lomnega količnika po preseku laserskega žarka žarkov na vhodu v kiveto (a), blizu vhodnega konca (), na sredini (), blizu izhodnega konca kivete ( )

Določanje lomnega količnika prozornih trdnih snovi

In tekočine

Naprave in dodatki: mikroskop s svetlobnim filtrom, planparalelna plošča z oznako AB v obliki križa; refraktometer znamke "RL"; komplet tekočin.

Cilj dela: določiti lomne količnike stekla in tekočin.

Določanje lomnega količnika stekla z mikroskopom

Za določitev lomnega količnika prozornega trdna Iz tega materiala se uporablja planparalelna plošča z oznako.

Oznaka je sestavljena iz dveh medsebojno pravokotnih prask, od katerih je ena (A) nanešena na spodnji, druga (B) pa na zgornji površini plošče. Plošča je osvetljena z monokromatsko svetlobo in opazovana skozi mikroskop. Vklopljeno
riž. Slika 4.7 prikazuje prečni prerez proučevane plošče z navpično ravnino.

Žarka AD in AE po lomu na meji steklo-zrak potujeta v smereh DD1 in EE1 ter vstopata v mikroskopsko lečo.

Opazovalec, ki pogleda ploščo od zgoraj, vidi točko A v presečišču nadaljevanja žarkov DD1 in EE1, tj. na točki C.

Tako se opazovalcu zdi, da se točka A nahaja v točki C. Poiščimo razmerje med lomnim količnikom n materiala plošče, debelino d in navidezno debelino d1 plošče.

4.7 je jasno, da je VD = VСtgi, BD = АВtgr, od koder

tgi/tgr = AB/BC,

kjer je AB = d – debelina plošče; BC = d1 navidezna debelina plošče.

Če sta kota i in r majhna, potem

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

tiste. Sini/Sinr = d/d1.

Ob upoštevanju zakona o lomu svetlobe dobimo

Meritev d/d1 se opravi z mikroskopom.

Optično zasnovo mikroskopa sestavljata dva sistema: opazovalni sistem, ki vključuje lečo in okular, nameščena v cevi, ter osvetljevalni sistem, ki ga sestavljata zrcalo in odstranljiv filter. Slika se izostri z vrtenjem ročajev, ki se nahajajo na obeh straneh cevi.

Na osi desnega ročaja je nameščen disk z merilno lestvico.

Odčitek b vzdolž številčnice glede na fiksni kazalec določa razdaljo h od leče do mizice mikroskopa:

Koeficient k kaže, do katere višine se premakne mikroskopska cev, ko ročaj zavrtimo za 1°.

Premer leče v tej postavitvi je majhen v primerjavi z razdaljo h, zato skrajni žarek, ki vstopi v lečo, tvori majhen kot i z optično osjo mikroskopa.

Lomni kot r svetlobe v plošči je manjši od kota i, tj. je tudi majhna, kar ustreza pogoju (4.5).

Delovni nalog

1. Ploščo postavite na mizico mikroskopa tako, da bo presečišče črt A in B (glej sl.

Lomni količnik

4.7) je bil na vidiku.

2. Zavrtite ročaj dvižnega mehanizma, da dvignete cev v zgornji položaj.

3. Če pogledate skozi okular, zavrtite ročaj, da gladko spustite cev mikroskopa, dokler ni v vidnem polju vidna jasna slika praske B, nanesene na zgornjo površino plošče. Zabeležite odčitek b1 kraka, ki je sorazmeren z razdaljo h1 od mikroskopske leče do zgornjega roba plošče: h1 = kb1 (sl.

4. Nadaljujte gladko spuščanje cevi, dokler ne dobite jasne slike praske A, za katero se opazovalec zdi, da se nahaja v točki C. Zapišite nov odčitek b2 številčnice. Razdalja h1 od leče do zgornje površine plošče je sorazmerna z b2:
h2 = kb2 (slika 4.8, b).

Razdalje od točk B in C do leče sta enaki, saj ju opazovalec vidi enako jasno.

Premik cevi h1-h2 je enak navidezni debelini plošče (sl.

d1 = h1-h2 = (b1-b2)k. (4,8)

5. Izmerite debelino plošče d na presečišču potez. Če želite to narediti, postavite pomožno stekleno ploščo 2 pod preučevano ploščo 1 (slika 4.9) in spustite mikroskopsko cev, dokler se leča (rahlo) ne dotakne preučevane plošče. Upoštevajte oznako številčnice a1. Odstranite preučevano ploščo in spustite cev mikroskopa, dokler se leča ne dotakne plošče 2.

Opomba branje a2.

Leča mikroskopa se bo nato spustila na višino, ki je enaka debelini proučevane plošče, tj.

d = (a1-a2)k. (4,9)

6. Izračunajte lomni količnik materiala plošče po formuli

n = d/d1 = (a1-a2)/(b1-b2). (4,10)

7. Vse zgornje meritve ponovite 3-5 krat, izračunajte povprečno vrednost n, absolutne in relativne napake rn in rn/n.

Določanje lomnega količnika tekočin z refraktometrom

Instrumenti, ki se uporabljajo za določanje lomnih količnikov, se imenujejo refraktometri.

Splošni pogled in optična zasnova refraktometra RL sta prikazana na sl. 4.10 in 4.11.

Merjenje lomnega količnika tekočin z refraktometrom RL temelji na pojavu loma svetlobe, ki prehaja skozi vmesnik med dvema medijema z različne indikatorje lomnost.

Svetlobni žarek (sl.

4.11) se iz vira 1 (žarnica z žarilno nitko ali razpršena dnevna svetloba) s pomočjo ogledala 2 usmeri skozi okno v ohišju naprave na dvojno prizmo, sestavljeno iz prizm 3 in 4, ki sta izdelani iz stekla z lomnim količnikom 1,540. .

Površina AA zgornje svetlobne prizme 3 (sl.

4.12, a) mat in služi za osvetljevanje tekočine z razpršeno svetlobo, ki se nanese v tankem sloju v reži med prizmami 3 in 4. Svetloba, razpršena na mat površini 3, prehaja skozi ravninsko vzporedno plast proučevane tekočine in pade na diagonalni ploskvi BB spodnje prizme 4 pod razl
koti i segajo od nič do 90°.

Da bi se izognili pojavu popolnega notranjega odboja svetlobe na površini eksploziva, mora biti lomni količnik proučevane tekočine manjši od lomnega količnika stekla prizme 4, tj.

manj kot 1.540.

Svetlobni žarek, katerega vpadni kot je 90°, imenujemo paša.

Drsni žarek, ki se lomi na vmesniku tekoče steklo, bo potoval v prizmi 4 pod največjim lomnim kotom r itd< 90о.

Lom drsnega žarka v točki D (glej sliko 4.12, a) upošteva zakon

nst/nl = sinipr/sinrpr (4.11)

ali nf = nst sinrpr, (4.12)

ker je sinip = 1.

Na površini BC prizme 4 pride do ponovnega loma svetlobnih žarkov in nato

Sini¢pr/sinr¢pr = 1/nst, (4.13)

r¢pr+i¢pr = i¢pr =a , (4.14)

kjer je a lomni žarek prizme 4.

S skupnim reševanjem sistema enačb (4.12), (4.13), (4.14) lahko dobimo formulo, ki povezuje lomni količnik nj proučevane tekočine z mejnim lomnim kotom r'pr žarka, ki izhaja iz prizme. 4:

Če na pot žarkov, ki izhajajo iz prizme 4, postavimo teleskop, bo spodnji del njegovega vidnega polja osvetljen, zgornji del pa temen. Mejo med svetlim in temnim poljem tvorijo žarki z največjim lomnim kotom r¢pr. V tem sistemu ni žarkov z lomnim kotom, manjšim od r¢pr (sl.

Vrednost r¢pr torej in položaj svetlobne meje sta odvisna samo od lomnega količnika nf proučevane tekočine, saj sta nst in a konstantni vrednosti v tej napravi.

Če poznate nst, a in r¢pr, lahko izračunate nl z uporabo formule (4.15). V praksi se za umerjanje skale refraktometra uporablja formula (4.15).

V merilu 9 (glej.

riž. 4.11) na levi so vrednosti lomnega količnika za ld = 5893 Å. Pred okularjem 10 - 11 je ploščica 8 z oznako (—-).

S premikanjem okularja skupaj s ploščo 8 vzdolž skale je možno poravnati oznako z mejo med temnim in svetlim vidnim poljem.

Delitev graduirane lestvice 9, ki sovpada z oznako, daje vrednost lomnega količnika nl proučevane tekočine. Leča 6 in okular 10 - 11 tvorita teleskop.

Vrteča se prizma 7 spremeni potek žarka in ga usmeri v okular.

Zaradi disperzije stekla in proučevane tekočine se namesto jasne meje med temnimi in svetlimi polji pri opazovanju v beli svetlobi dobi mavrični trak. Za odpravo tega učinka se uporablja kompenzator disperzije 5, nameščen pred lečo teleskopa. Glavni del kompenzatorja je prizma, ki je zlepljena iz treh prizem in se lahko vrti glede na os teleskopa.

Lomni koti prizme in njihov material so izbrani tako, da rumena svetloba z valovno dolžino lд =5893 Å prehaja skozi njih brez loma. Če je na poti barvnih žarkov nameščena kompenzacijska prizma, tako da je njena disperzija enaka velikosti, vendar nasprotnega znaka disperziji merilne prizme in tekočine, bo skupna disperzija enaka nič. V tem primeru se bo žarek svetlobnih žarkov zbral v bel žarek, katerega smer sovpada s smerjo omejevalnega rumenega žarka.

Ko se kompenzacijska prizma torej zavrti, se barvni odtenek odpravi. Skupaj s prizmo 5 se disperzijska številčnica 12 vrti glede na stacionarni kazalec (glej sliko 4.10). Rotacijski kot Z kraka omogoča presojo vrednosti povprečne disperzije proučevane tekočine.

Številčna skala mora biti graduirana. Namestitvi je priložen urnik.

Delovni nalog

1. Dvignite prizmo 3, kanite 2-3 kapljice preskusne tekočine na površino prizme 4 in spustite prizmo 3 (glejte sliko 4.10).

3. Z uporabo okularnega namerjanja dosežete ostro sliko lestvice in vmesnika med vidnima poljema.

4. Z vrtenjem ročaja 12 kompenzatorja 5 uničite barvo vmesnika med vidnimi polji.

S premikanjem okularja po lestvici poravnajte oznako (—-) z robom temnega in svetlega polja in zapišite vrednost indikatorja tekočine.

6. Preglejte predlagani nabor tekočin in ocenite merilno napako.

7. Po vsaki meritvi površino prizem obrišite s filtrirnim papirjem, namočenim v destilirano vodo.

Kontrolna vprašanja

Možnost 1

Določite absolutni in relativni lomni količnik medija.

2. Narišite pot žarkov čez vmesnik med dvema medijema (n2> n1 in n2< n1).

3. Določite razmerje, ki povezuje lomni količnik n z debelino d in navidezno debelino d¢ plošče.

4. Naloga. Mejni kot popolnega notranjega odboja za določeno snov je 30°.

Poiščite lomni količnik te snovi.

Odgovor: n =2.

Možnost 2

1. Kaj je pojav popolnega notranjega odboja?

2. Opišite zasnovo in princip delovanja refraktometra RL-2.

3. Pojasnite vlogo kompenzatorja v refraktometru.

4. Naloga. Žarnico spustimo iz središča okroglega splava na globino 10 m. Poiščite najmanjši polmer splava, medtem ko noben žarek žarnice ne sme doseči površine.

Odgovor: R = 11,3 m.

LOMNI KOLIČNIK, oz LOMNI KOLIČNIK, je abstraktno število, ki označuje lomno moč prosojnega medija. Določen je lomni količnik latinska črkaπ in je definiran kot razmerje med sinusom vpadnega kota in sinusom lomnega kota žarka, ki vstopa iz praznine v dani prozorni medij:

n = sin α/sin β = const ali kot razmerje med hitrostjo svetlobe v praznini in hitrostjo svetlobe v danem prosojnem mediju: n = c/νλ iz praznine v dani prosojni medij.

Lomni količnik velja za merilo optične gostote medija

Tako določen lomni količnik imenujemo absolutni lomni količnik, za razliko od relativnega t.i.

e., prikazuje, kolikokrat se upočasni hitrost širjenja svetlobe, ko se spremeni njen lomni količnik, ki je določen z razmerjem sinusa vpadnega kota in sinusa lomnega kota, ko žarek prehaja iz medija ene gostote v medij druge gostote. Relativni lomni količnik je enak razmerju absolutnih lomnih količnikov: n = n2/n1, kjer sta n1 in n2 absolutna lomna količnika prvega in drugega medija.

Absolutni lomni količnik vseh teles - trdnih, tekočih in plinastih - je večji od enote in se giblje od 1 do 2, le v redkih primerih presega 2.

Lomni količnik je odvisen tako od lastnosti medija kot valovne dolžine svetlobe in narašča z manjšanjem valovne dolžine.

Zato je črki p dodeljen indeks, ki označuje, kateri valovni dolžini indikator pripada.

LOMNI KOLIČNIK

Na primer, za steklo TF-1 je lomni količnik v rdečem delu spektra nC = 1,64210, v vijoličnem delu pa nG’ = 1,67298.

Lomni količniki nekaterih prozornih teles

Zrak - 1,000292

Voda - 1,334

Eter - 1,358

Etilni alkohol - 1,363

Glicerin - 1,473

Organsko steklo (pleksi steklo) - 1, 49

Benzen - 1,503

(Kronsko steklo - 1.5163

Jelka (kanadska), balzam 1,54

Steklena težka krona - 1, 61 26

Kremenčevo steklo - 1.6164

Ogljikov disulfid - 1,629

Stekleni težki kremen - 1, 64 75

Monobromonaftalen - 1,66

Steklo je najtežji kremen - 1,92

Diamant - 2,42

Razlika v lomnem količniku za različne dele spektra je vzrok za kromatizem, tj.

razpad bele svetlobe pri prehodu skozi lomne elemente - leče, prizme itd.

Laboratorijsko delo št. 41

Določanje lomnega količnika tekočin z refraktometrom

Namen dela: določitev lomnega količnika tekočin z metodo popolnega notranjega odboja z uporabo refraktometra IRF-454B; preučevanje odvisnosti lomnega količnika raztopine od njene koncentracije.

Opis namestitve

Ko se nemonokromatska svetloba lomi, se razgradi na sestavne barve v spekter.

Ta pojav je posledica odvisnosti lomnega količnika snovi od frekvence (valovne dolžine) svetlobe in se imenuje svetlobna disperzija.

Običajno je lomno moč medija označiti z lomnim količnikom pri valovni dolžini λ = 589,3 nm (povprečna valovna dolžina dveh tesnih rumenih črt v spektru natrijevih hlapov).

60. Katere metode za določanje koncentracije snovi v raztopini se uporabljajo pri atomski absorpcijski analizi?

Ta lomni količnik je označen nD.

Mera disperzije je povprečna disperzija, definirana kot razlika ( nF-nC), Kje nF- lomni količnik snovi pri valovni dolžini λ = 486,1 nm (modra črta v vodikovem spektru), nC– lomni količnik snovi λ - 656,3 nm (rdeča črta v vodikovem spektru).

Za lom snovi je značilna vrednost relativne disperzije:
Priročniki običajno podajajo recipročno vrednost relativne disperzije, tj.

e.
,Kje — disperzijski koeficient ali Abbejevo število.

Napravo za določanje lomnega količnika tekočin sestavlja refraktometer IRF-454B z mejami merjenja indikatorja; lomnost nD v območju od 1,2 do 1,7; testna tekočina, robčki za brisanje površin prizem.

Refraktometer IRF-454B je instrument namenjen neposrednemu merjenju lomnega količnika tekočin, kakor tudi za določanje povprečne disperzije tekočin v laboratorijskih pogojih.

Načelo delovanja naprave IRF-454B ki temelji na pojavu popolnega notranjega odboja svetlobe.

Shematski diagram naprave je prikazan na sl. 1.

Tekočina, ki jo je treba testirati, je postavljena med obe strani prizme 1 in 2. Prizma 2 z dobro poliranim robom AB je merilna in prizma 1 z mat robom A1 IN1 - osvetlitev. Žarki iz svetlobnega vira padajo na rob A1 Z1 , lomijo se, padejo na mat površino A1 IN1 in so razpršeni po tej površini.

Nato gredo skozi plast preučevane tekočine in dosežejo površino. AB prizme 2.

Po lomnem zakonu
, Kje
in so lomni koti žarkov v tekočini oziroma prizmi.

Ko se vpadni kot poveča
lomni kot prav tako narašča in doseže največjo vrednost
, Kdaj
, T.

ko žarek v tekočini drsi po površini AB. torej
. Tako so žarki, ki izhajajo iz prizme 2, omejeni na določen kot
.

Žarki, ki prihajajo iz tekočine v prizmo 2 pod velikimi koti, so podvrženi popolnemu notranjemu odboju na vmesniku AB in ne gredo skozi prizmo.

Zadevna naprava preiskuje tekočine, lomni količnik ki je manjši od lomnega količnika prizma 2, bodo torej žarki vseh smeri, lomljeni na meji tekočine in stekla, vstopili v prizmo.

Očitno bo del prizme, ki ustreza žarkom, ki niso šli skozi, zatemnjen. Skozi teleskop 4, ki se nahaja na poti žarkov, ki izhajajo iz prizme, lahko opazujemo delitev vidnega polja na svetle in temne dele.

Z vrtenjem sistema prizem 1-2 se meja med svetlim in temnim poljem poravna s križem navojev okularja teleskopa. Sistem prizem 1-2 je povezan s skalo, ki je umerjena na vrednosti lomnega količnika.

Lestvica se nahaja v spodnjem delu vidnega polja cevi in ​​pri kombinaciji odseka vidnega polja s križem niti daje ustrezno vrednost lomnega količnika tekočine .

Zaradi disperzije bo vmesnik vidnega polja v beli svetlobi obarvan. Za odpravo obarvanosti, kot tudi za določitev povprečne disperzije preizkušane snovi, se uporablja kompenzator 3, sestavljen iz dveh sistemov zlepljenih direktnih prizm (Amichi prizme).

Prizme je mogoče hkrati vrteti v različnih smereh z uporabo natančne rotacijske mehanske naprave, s čimer se spremeni lastna disperzija kompenzatorja in odpravi obarvanost roba vidnega polja, opazovanega skozi optični sistem 4. Kompenzatorju je priložen boben s skalo, ki se uporablja za določanje parametra disperzije, ki omogoča izračun povprečne disperzije snovi.

Delovni nalog

Napravo nastavite tako, da svetloba iz vira (žarnice) vstopi v svetlobno prizmo in enakomerno osvetli vidno polje.

2. Odprite merilno prizmo.

S stekleno paličico nanesite nekaj kapljic vode na njeno površino in previdno zaprite prizmo. Vrzel med prizmami mora biti enakomerno zapolnjena s tanko plastjo vode (na to bodite še posebej pozorni).

Z vijakom naprave s skalo odpravimo obarvanost vidnega polja in dosežemo ostro mejo med svetlobo in senco. Z drugim vijakom ga poravnajte z referenčnim križem okularja instrumenta. Določite lomni količnik vode s pomočjo skale okularja z natančnostjo tisočink.

Dobljene rezultate primerjajte z referenčnimi podatki za vodo. Če razlika med izmerjenim lomnim količnikom in tabelarnim ne presega ± 0,001, je bila meritev izvedena pravilno.

1. vaja

1. Pripravite raztopino kuhinjske soli ( NaCl) s koncentracijo blizu meje topnosti (na primer C = 200 g/liter).

Izmerite lomni količnik dobljene raztopine.

3. Z redčenjem raztopine celo število krat dobimo odvisnost indikatorja; lom na koncentracijo raztopine in izpolni tabelo. 1.

Tabela 1

telovadba. Kako samo z redčenjem doseči koncentracijo raztopine, ki je enaka 3/4 največje (začetne)?

Zgradite graf odvisnosti n=n(C). Nadaljnja obdelava eksperimentalnih podatkov poteka po navodilih učitelja.

Obdelava eksperimentalnih podatkov

a) Grafična metoda

Določi iz grafa naklon IN, ki bo v eksperimentalnih pogojih karakteriziral topljenec in topilo.

2. Z grafom določite koncentracijo raztopine NaCl poda laboratorijski asistent.

b) Analitska metoda

Izračunajte z metodo najmanjših kvadratov A, IN in SB.

Na podlagi najdenih vrednosti A in IN določi povprečje
koncentracija raztopine NaCl poda laboratorijski asistent

Kontrolna vprašanja

Disperzija svetlobe. Kakšna je razlika med normalno disperzijo in anomalno disperzijo?

2. Kaj je pojav popolnega notranjega odboja?

3. Zakaj ta nastavitev ne more izmeriti lomnega količnika tekočine, ki je večji od lomnega količnika prizme?

4. Zakaj ploskev prizme A1 IN1 naredijo mat?

Degradacija, indeks

Psihološka enciklopedija

Način za oceno stopnje duševne degradacije! funkcije, izmerjene z Wechsler-Bellevuejevim testom. Indeks temelji na ugotovitvi, da nekatere sposobnosti, merjene s testom, s starostjo upadajo, druge pa ne.

Kazalo

Psihološka enciklopedija

- indeks, register imen, naslovov itd. V psihologiji - digitalni indikator za kvantitativno oceno, karakterizacijo pojavov.

Od česa je odvisen lomni količnik snovi?

Kazalo

Psihološka enciklopedija

1. Večina splošni pomen: vse, kar se uporablja za označevanje, identifikacijo ali usmerjanje; oznak, napisov, znakov ali simbolov. 2. Formula ali številka, pogosto izražena kot koeficient, ki prikazuje neko razmerje med vrednostmi ali meritvami ali med ...

Družabnost, Indeks

Psihološka enciklopedija

Lastnost, ki izraža človekovo družabnost. Sociogram na primer med drugim zagotavlja oceno družabnosti različnih članov skupine.

Izbor, kazalo

Psihološka enciklopedija

Formula za ocenjevanje moči določenega testa ali testne postavke pri razlikovanju posameznikov drug od drugega.

Zanesljivost, indeks

Psihološka enciklopedija

Statistika, ki zagotavlja oceno korelacije med dejanskimi vrednostmi, pridobljenimi s testom, in teoretično pravilnimi vrednostmi.

Ta indeks je podan kot vrednost r, kjer je r izračunani koeficient zanesljivosti.

Napovedovanje uspešnosti, indeks

Psihološka enciklopedija

Meritev obsega, v katerem je mogoče znanje o eni spremenljivki uporabiti za napovedovanje druge spremenljivke, glede na to, da je korelacija med spremenljivkama znana. Običajno je to v simbolni obliki izraženo kot E, indeks pa kot 1 -((...

Besede, kazalo

Psihološka enciklopedija

Splošni izraz za vsako sistematično pogostost pojavljanja besed v pisnem in/ali govorjenem jeziku.

Pogosto so takšni indeksi omejeni na določena jezikovna področja, na primer učbenike za prvi razred, interakcije med starši in otroki. Znane pa so ocene ...

Telesne strukture, Indeks

Psihološka enciklopedija

Eysenckova predlagana telesna mera temelji na razmerju med višino in prsnim obsegom.

Tisti, katerih rezultati so bili v »normalnem« območju, so bili imenovani mezomorfi, tisti znotraj standardnega odklona ali nad povprečjem so bili imenovani leptomorfi, tisti znotraj standardnega odklona ali ...

ZA PREDAVANJE št. 24

"INSTRUMENTALNE METODE ANALIZE"

REFRAKTOMETRIJA.

Literatura:

1. V.D. Ponomarev “Analitična kemija” 1983 246-251

2. A.A. Ishchenko “Analytical Chemistry” 2004 str. 181-184

REFRAKTOMETRIJA.

Refraktometrija je ena najpreprostejših fizikalne metode analiza z minimalno količino analita in se izvede v zelo kratkem času.

Refraktometrija- metoda, ki temelji na pojavu refrakcije ali refrakcije t.j.

spreminjanje smeri širjenja svetlobe pri prehodu iz enega medija v drugega.

Lom, kot tudi absorpcija svetlobe, je posledica njene interakcije z medijem.

Beseda refraktometrija pomeni merjenje lom svetlobe, ki ga ocenjujemo z vrednostjo lomnega količnika.

Vrednost lomnega količnika n odvisno

1) o sestavi snovi in ​​sistemov,

2) iz dejstva v kakšni koncentraciji ter katere molekule svetlobni žarek naleti svoji poti, saj

molekule, izpostavljene svetlobi različne snovi različno polarizirani. Na tej odvisnosti temelji refraktometrična metoda.

Ta metoda ima številne prednosti, zaradi česar je našla široko uporabo tako v kemijskih raziskavah kot pri nadzoru tehnoloških procesov.

1) Merjenje lomnih količnikov je zelo preprost postopek, ki se izvaja natančno in z minimalnim časom in količino snovi.

2) Običajno refraktometri zagotavljajo natančnost do 10 % pri določanju lomnega količnika svetlobe in vsebnosti analita

Metoda refraktometrije se uporablja za kontrolo pristnosti in čistosti, za identifikacijo posameznih snovi, za določanje strukture organskih in anorganske spojine pri študiju rešitev.

Refraktometrija se uporablja za določanje sestave dvokomponentnih raztopin in za trojne sisteme.

Fizične osnove metode

LOMNI KOLIČNIK.

Odstopanje svetlobnega žarka od prvotne smeri, ko prehaja iz enega medija v drugega, tem večje večja razlika v hitrosti širjenja svetlobe v dvoje

teh okoljih.

Razmislimo o lomu svetlobnega žarka na meji poljubnih dveh prozornih medijev I in II (glej.

Riž.). Strinjamo se, da ima medij II večjo lomno moč in zato n1 in n2— prikazuje lomnost ustreznih medijev. Če medij I ni vakuum ali zrak, bo razmerje sin vpadnega kota svetlobnega žarka in sin lomnega kota dalo vrednost relativnega lomnega količnika n rel. Vrednost n rel.

Kakšen je lomni količnik stekla? In kdaj ga morate vedeti?

lahko opredelimo tudi kot razmerje lomnih količnikov obravnavanega medija.

notrel. = —— = —

Vrednost lomnega količnika je odvisna od

1) narava snovi

Naravo snovi v tem primeru določa stopnja deformabilnosti njenih molekul pod vplivom svetlobe - stopnja polarizabilnosti.

Intenzivnejša kot je polarizabilnost, močnejši je lom svetlobe.

2)valovna dolžina vpadne svetlobe

Meritev lomnega količnika se izvede pri svetlobni valovni dolžini 589,3 nm (črta D natrijevega spektra).

Odvisnost lomnega količnika od valovne dolžine svetlobe imenujemo disperzija.

Krajša kot je valovna dolžina, večji je lom. Zato se žarki različnih valovnih dolžin različno lomijo.

3)temperaturo , pri kateri se izvaja meritev. Predpogoj za določanje lomnega količnika je skladnost temperaturni režim. Običajno se določanje izvaja pri 20±0,30C.

Z naraščanjem temperature se lomni količnik zmanjšuje, z zniževanjem temperature pa se povečuje..

Popravek za temperaturne učinke se izračuna po naslednji formuli:

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

nt – adijo lomni količnik pri dani temperaturi,

n20-lomni količnik pri 200C

Vpliv temperature na vrednosti lomnih količnikov plinov in tekočin je povezan z vrednostmi njihovih volumetričnih koeficientov raztezanja.

Prostornina vseh plinov in tekočin se pri segrevanju poveča, gostota se zmanjša in posledično se indikator zmanjša

Lomni količnik, izmerjen pri 200C in valovni dolžini svetlobe 589,3 nm, je označen z indeksom nD20

Odvisnost lomnega količnika homogenega dvokomponentnega sistema od njegovega stanja se eksperimentalno ugotovi z določitvijo lomnega količnika za številne standardne sisteme (na primer raztopine), katerih vsebnost komponent je znana.

4) koncentracija snovi v raztopini.

Za mnoge vodne raztopine snovi, so lomni količniki pri različnih koncentracijah in temperaturah zanesljivo izmerjeni in v teh primerih se lahko uporabijo referenčni podatki refraktometrične mize.

Praksa kaže, da ko vsebnost raztopljene snovi ne presega 10-20%, je skupaj z grafično metodo v mnogih primerih mogoče uporabiti linearna enačba vrsta:

n=ne+FC,

n- lomni količnik raztopine,

št je lomni količnik čistega topila,

C— koncentracija raztopljene snovi, %

F-empirični koeficient, katerega vrednost se najde

z določanjem lomnega količnika raztopin znane koncentracije.

REFRAKTOMETRI.

Refraktometri so instrumenti, ki se uporabljajo za merjenje lomnega količnika.

Obstajata dve vrsti teh naprav: refraktometer tipa Abbe in refraktometer tipa Pulfrich. V obeh primerih meritve temeljijo na določanju največjega lomnega kota. V praksi se uporabljajo refraktometri različne sisteme: laboratorij-RL, univerzalni RLU itd.

Indeks loma destilirane vode je n0 = 1,33299, vendar se praktično ta kazalnik vzame kot referenca kot n0 =1,333.

Načelo delovanja refraktometrov temelji na določanju lomnega količnika z metodo mejnega kota (kot popolnega odboja svetlobe).

Ročni refraktometer

Abbejev refraktometer