Ջրի բեկման ինդեքսը օդի բանաձևի համեմատ: Refractive ինդեքս. Ինչի՞ց է կախված նյութի բեկման ինդեքսը:

Նյութերը մեծություն են, որը հավասար է լույսի (էլեկտրամագնիսական ալիքների) փուլային արագությունների հարաբերությանը վակուումում և տվյալ միջավայրում։ Նրանք նաև խոսում են ցանկացած այլ ալիքների, օրինակ, ձայնի բեկման ցուցիչի մասին:

բեկման ինդեքսը կախված է նյութի հատկություններից և որոշ նյութերի ճառագայթման ալիքի երկարությունից, բեկման ինդեքսը բավականին ուժեղ է փոխվում, երբ էլեկտրամագնիսական ալիքների հաճախականությունը փոխվում է ցածր հաճախականություններից դեպի օպտիկական և ավելին, և կարող է նաև ավելի կտրուկ փոխվել: հաճախականության սանդղակի որոշակի տարածքներ: Լռելյայն սովորաբար վերաբերում է օպտիկական տիրույթին կամ համատեքստով որոշված ​​տիրույթին:

Կան օպտիկական անիզոտրոպ նյութեր, որոնցում բեկման ինդեքսը կախված է լույսի ուղղությունից և բևեռացումից։ Նման նյութերը բավականին տարածված են, մասնավորապես, դրանք բոլորը բյուրեղներ են բյուրեղային ցանցի բավականին ցածր համաչափությամբ, ինչպես նաև մեխանիկական դեֆորմացիայի ենթարկված նյութեր:

բեկման ինդեքսը կարող է արտահայտվել որպես միջավայրի մագնիսական և դիէլեկտրական հաստատունների արտադրանքի արմատ

(պետք է հաշվի առնել, որ մագնիսական թափանցելիության և դիէլեկտրական հաստատունի արժեքները հետաքրքրության հաճախականության միջակայքի համար, օրինակ՝ օպտիկական, կարող են շատ տարբերվել այս քանակությունների ստատիկ արժեքներից):

բեկման ինդեքսը չափելու համար՝ ձեռքով և ավտոմատ ռեֆրակտոմետրեր .

Մեկ միջավայրի բեկման ցուցիչի հարաբերակցությունը երկրորդի բեկման ցուցիչին կոչվում է. հարաբերական բեկման ինդեքսառաջին միջավայրը երկրորդի նկատմամբ: Կատարվածի համար.

որտեղ և են լույսի փուլային արագությունները համապատասխանաբար առաջին և երկրորդ միջավայրերում: Ակնհայտ է, որ երկրորդ միջավայրի հարաբերական բեկման ինդեքսը առաջինի նկատմամբ հավասար արժեք է:

Այս արժեքը, այլ հավասար լինելով, սովորաբար փոքր է միասնությունից, երբ ճառագայթն ավելի խիտ միջավայրից անցնում է ավելի քիչ խիտ միջավայրի, և ավելի մեծ է, քան միասնությունը, երբ ճառագայթն ավելի քիչ խիտ միջավայրից անցնում է ավելի խիտ միջավայրի (օրինակ՝ գազ կամ վակուումից հեղուկ կամ պինդ): Այս կանոնից կան բացառություններ, և, հետևաբար, ընդունված է անվանել միջավայր օպտիկական կերպովավելի կամ պակաս խիտ, քան մյուսը (չի շփոթել օպտիկական խտության հետ՝ որպես միջավայրի անթափանցիկության չափում)։

Անօդ տարածությունից ինչ-որ միջավայրի մակերևույթի վրա ընկնող ճառագայթն ավելի ուժեղ է բեկվում, քան մեկ այլ միջավայրից ընկնելու ժամանակ. Անօդ տարածությունից միջավայրի վրա ընկած ճառագայթի բեկման ինդեքսը կոչվում է իր բացարձակ բեկման ինդեքսկամ պարզապես տվյալ միջավայրի բեկման ինդեքսը, սա բեկման ինդեքսն է, որի սահմանումը տրված է հոդվածի սկզբում։ Ցանկացած գազի, ներառյալ օդի, բեկման ինդեքսը նորմալ պայմաններում շատ ավելի քիչ է, քան հեղուկների կամ պինդ մարմինների բեկման ինդեքսը, հետևաբար, մոտավորապես (և համեմատաբար լավ ճշգրտությամբ) բացարձակ բեկման ինդեքսը կարելի է դատել օդի նկատմամբ բեկման ինդեքսով:

Եկեք անդրադառնանք բեկման ինդեքսի ավելի մանրամասն դիտարկմանը, որը մենք ներկայացրել ենք §81-ում՝ բեկման օրենքը ձևակերպելիս:

բեկման ինդեքսը կախված է ինչպես միջավայրի օպտիկական հատկություններից, որտեղից ընկնում է ճառագայթը, այնպես էլ այն միջավայրից, որի մեջ այն թափանցում է: բեկման ինդեքսը, որը ստացվում է, երբ վակուումից լույսը ընկնում է ցանկացած միջավայրի վրա, կոչվում է այդ միջավայրի բացարձակ բեկման ինդեքս։

Բրինձ. 184. Երկու միջավայրերի հարաբերական բեկման ինդեքսը.

Թող լինի առաջին միջավայրի բացարձակ բեկման ինդեքսը, իսկ երկրորդը՝ . Հաշվի առնելով բեկումը առաջին և երկրորդ միջավայրի սահմանին, մենք համոզվում ենք, որ առաջին միջավայրից երկրորդին անցման ժամանակ բեկման ինդեքսը, այսպես կոչված, հարաբերական բեկման ինդեքսը, հավասար է բեկման բացարձակ ինդեքսների հարաբերությանը: երկրորդ և առաջին լրատվամիջոցները.

(նկ. 184): Ընդհակառակը, երկրորդ միջավայրից առաջինին անցնելիս ունենում ենք հարաբերական բեկման ինդեքս

Երկու միջավայրերի հարաբերական բեկման ինդեքսի և նրանց բացարձակ բեկման ինդեքսների միջև հաստատված կապը կարող է ստացվել տեսականորեն՝ առանց նոր փորձերի, ճիշտ այնպես, ինչպես դա կարելի է անել հետադարձելիության օրենքի համար (§82),

Ավելի բարձր բեկման ինդեքս ունեցող միջավայրը կոչվում է օպտիկապես ավելի խիտ: Սովորաբար չափվում է օդի նկատմամբ տարբեր միջավայրերի բեկման ինդեքսը: Օդի բացարձակ բեկման ինդեքսն է. Այսպիսով, ցանկացած միջավայրի բեկման բացարձակ ինդեքսը բանաձևով կապված է օդի նկատմամբ նրա բեկման ցուցիչի հետ.

Աղյուսակ 6. Տարբեր նյութերի բեկման ինդեքսը օդի նկատմամբ

բեկման ինդեքսը կախված է լույսի ալիքի երկարությունից, այսինքն՝ նրա գույնից։ Տարբեր գույները համապատասխանում են տարբեր բեկման ինդեքսների: Այս երեւույթը, որը կոչվում է դիսպերսիա, կարեւոր դեր է խաղում օպտիկայի մեջ։ Այս երևույթի հետ մենք բազմիցս կզբաղվենք հաջորդ գլուխներում: Տվյալները տրված են աղյուսակում: 6, վերաբերում է դեղին լույսին:

Հետաքրքիր է նշել, որ արտացոլման օրենքը պաշտոնապես կարող է գրվել նույն ձևով, ինչ բեկման օրենքը: Հիշենք, որ մենք պայմանավորվել ենք միշտ չափել անկյունները ուղղահայացից դեպի համապատասխան ճառագայթ։ Ուստի, անկման անկյունը և անդրադարձման անկյունը պետք է համարենք հակադիր նշաններ, այսինքն. արտացոլման օրենքը կարելի է գրել այսպես

Համեմատելով (83.4) բեկման օրենքի հետ՝ մենք տեսնում ենք, որ արտացոլման օրենքը կարելի է համարել որպես բեկման օրենքի հատուկ դեպք: Արտացոլման և բեկման օրենքների այս ֆորմալ նմանությունը մեծ օգուտ է տալիս գործնական խնդիրների լուծմանը:

Նախորդ ներկայացման մեջ բեկման ինդեքսն ուներ միջավայրի հաստատունի նշանակություն՝ անկախ դրա միջով անցնող լույսի ինտենսիվությունից։ Ռեֆրակցիոն ինդեքսի այս մեկնաբանությունը միանգամայն բնական է, սակայն ճառագայթման բարձր ինտենսիվության դեպքում, որը կարելի է ձեռք բերել ժամանակակից լազերների միջոցով, արդարացված չէ։ Միջավայրի հատկությունները, որոնց միջով անցնում է ուժեղ լույսի ճառագայթումը, այս դեպքում կախված են դրա ինտենսիվությունից։ Ինչպես ասում են՝ միջավայրը դառնում է ոչ գծային։ Միջավայրի ոչ գծային լինելը դրսևորվում է, մասնավորապես, նրանում, որ բարձր ինտենսիվության լույսի ալիքը փոխում է բեկման ինդեքսը։ Ճառագայթման ինտենսիվությունից բեկման ինդեքսի կախվածությունն ունի ձև

Ահա սովորական բեկման ինդեքսը, և դա ոչ գծային բեկման ինդեքսն է և համաչափության գործակիցն է: Այս բանաձևի լրացուցիչ տերմինը կարող է լինել կամ դրական կամ բացասական:

բեկման ինդեքսի հարաբերական փոփոխությունները համեմատաբար փոքր են։ ժամը ոչ գծային բեկման ինդեքս. Սակայն բեկման ինդեքսի նույնիսկ նման փոքր փոփոխությունները նկատելի են. դրանք դրսևորվում են լույսի ինքնակենտրոնացման յուրօրինակ երևույթով։

Դիտարկենք դրական ոչ գծային բեկման ինդեքսով միջավայր: Այս դեպքում լույսի ինտենսիվության բարձրացման տարածքները միաժամանակ բեկման ինդեքսով բարձրացված տարածքներ են: Որպես կանոն, իրական լազերային ճառագայթման դեպքում ինտենսիվության բաշխումը ճառագայթների ճառագայթների խաչմերուկի վրա անհավասար է. ինտենսիվությունը առավելագույնն է առանցքի երկայնքով և սահուն նվազում է դեպի ճառագայթի եզրերը, ինչպես ցույց է տրված Նկ. 185 ամուր կորեր: Նմանատիպ բաշխումը նկարագրում է նաև բեկման ինդեքսի փոփոխությունը ոչ գծային միջավայր ունեցող բջջի խաչմերուկում, որի առանցքի երկայնքով տարածվում է լազերային ճառագայթը: բեկման ինդեքսը, որն ամենամեծն է կյուվետի առանցքի երկայնքով, սահուն նվազում է դեպի նրա պատերը (գծիկ կորեր Նկար 185-ում):

Ճառագայթների ճառագայթը, որը թողնում է լազերը առանցքին զուգահեռ, մտնելով փոփոխական բեկման ինդեքսով միջավայր, շեղվում է այն ուղղությամբ, որտեղ այն ավելի մեծ է: Հետևաբար, կյուվետի մոտ ավելացած ինտենսիվությունը հանգեցնում է լույսի ճառագայթների կենտրոնացման այս հատվածում, որը սխեմատիկորեն ներկայացված է խաչմերուկներում և Նկ. 185, և դա հանգեցնում է հետագա աճի: Ի վերջո, ոչ գծային միջավայրով անցնող լույսի ճառագայթի արդյունավետ խաչմերուկը զգալիորեն կրճատվում է: Լույսն անցնում է բեկման բարձր ինդեքսով նեղ ալիքով։ Այսպիսով, ճառագայթների լազերային ճառագայթը նեղանում է, իսկ ոչ գծային միջավայրը, ինտենսիվ ճառագայթման ազդեցության տակ, հանդես է գալիս որպես հավաքող ոսպնյակ։ Այս երեւույթը կոչվում է ինքնակենտրոնացում: Այն կարելի է դիտարկել, օրինակ, հեղուկ նիտրոբենզոլում։

Բրինձ. | )

Թափանցիկ պինդ մարմինների բեկման ցուցիչի որոշում

Եվ հեղուկներ

Սարքեր և պարագաներմանրադիտակ լուսային զտիչով, հարթ զուգահեռ թիթեղ՝ AB նշանով խաչի տեսքով; «RL» ապրանքանիշի ռեֆրակտոմետր; հեղուկների հավաքածու.

Աշխատանքի նպատակը.որոշել ապակու և հեղուկների բեկման ինդեքսները.

Ապակու բեկման ինդեքսը որոշելը մանրադիտակի միջոցով

Թափանցիկ պինդ նյութի բեկման ինդեքսը որոշելու համար օգտագործվում է այս նյութից պատրաստված հարթ զուգահեռ թիթեղ՝ նշանով։

Նշանը բաղկացած է երկու փոխադարձ ուղղահայաց քերծվածքներից, որոնցից մեկը (A) կիրառվում է ներքևի մասում, իսկ երկրորդը (B) կիրառվում է ափսեի վերին մակերեսին: Թիթեղը լուսավորված է մոնոխրոմատիկ լույսով և դիտվում է մանրադիտակով։ Միացված է
բրինձ. Նկար 4.7-ը ցույց է տալիս ուսումնասիրվող ափսեի խաչմերուկը ուղղահայաց հարթությամբ:

AD և AE ճառագայթները, ապակի-օդ միջերեսում բեկումից հետո, շարժվում են DD1 և EE1 ուղղություններով և մտնում մանրադիտակի ոսպնյակ:

Դիտորդը, ով նայում է թիթեղին վերեւից, տեսնում է Ա կետը DD1 և EE1 ճառագայթների շարունակության խաչմերուկում, այսինքն. Գ կետում.

Այսպիսով, A կետը դիտորդին թվում է, որ գտնվում է C կետում: Եկեք գտնենք կապը թիթեղի նյութի բեկման n ցուցիչի, d հաստության և թիթեղի ակնհայտ հաստության d1 միջև:

4.7 պարզ է, որ VD = VСtgi, BD = АВtgr, որտեղից

tgi/tgr = AB/BC,

որտեղ AB = d - ափսեի հաստությունը; BC = d1 ափսեի ակնհայտ հաստությունը:

Եթե ​​i և r անկյունները փոքր են, ապա

Sini/Sinr = tgi/tgr, (4.5)

դրանք. Sini/Sinr = d/d1:

Հաշվի առնելով լույսի բեկման օրենքը՝ ստանում ենք

d/d1 չափումը կատարվում է մանրադիտակի միջոցով:

Մանրադիտակի օպտիկական դիզայնը բաղկացած է երկու համակարգերից՝ դիտման համակարգից, որը ներառում է ոսպնյակ և խողովակի մեջ տեղադրված ակնոց, և լուսավորության համակարգ՝ բաղկացած հայելից և շարժական ֆիլտրից։ Պատկերը կենտրոնանում է խողովակի երկու կողմերում գտնվող բռնակները պտտելով:

Աջ բռնակի առանցքի վրա տեղադրվում է հավաքիչով սկավառակ:

Բ ցուցմունքը ֆիքսված ցուցիչի նկատմամբ հավաքիչի երկայնքով որոշում է h հեռավորությունը ոսպնյակից մինչև մանրադիտակի աստիճանը.

k գործակիցը ցույց է տալիս, թե ինչ բարձրության վրա է շարժվում մանրադիտակի խողովակը, երբ բռնակը պտտվում է 1°-ով:

Ոսպնյակի տրամագիծը այս կարգաբերմամբ փոքր է h հեռավորության համեմատ, ուստի ծայրահեղ ճառագայթը, որը մտնում է ոսպնյակ, մանրադիտակի օպտիկական առանցքի հետ կազմում է i փոքր անկյուն:

Լույսի բեկման r անկյունը թիթեղում փոքր է i անկյունից, այսինքն. նույնպես փոքր է, որը համապատասխանում է պայմանին (4.5):

Աշխատանքային կարգ

1. Տեղադրեք թիթեղը մանրադիտակի բեմի վրա այնպես, որ A և B գծերի հատման կետը (տես Նկ.

Refractive ինդեքս

4.7) տեսանելի էր:

2. Պտտեք բարձրացնող մեխանիզմի բռնակը, որպեսզի խողովակը բարձրացնեք վերին դիրք:

3. Նայելով ակնաբույժի միջով, պտտեք բռնակը, որպեսզի մանրադիտակի խողովակը սահուն իջնի, մինչև տեսադաշտում տեսանելի լինի քերծվածքի B հստակ պատկերը, որը կիրառվել է ափսեի վերին մակերեսին: Գրանցեք վերջույթի b1 ցուցանիշը, որը համաչափ է մանրադիտակի ոսպնյակից մինչև ափսեի վերին եզրը h1 հեռավորությանը. h1 = kb1 (նկ.

4. Շարունակեք սահուն իջեցնել խողովակը, մինչև ստանաք A քերծվածքի հստակ պատկերը, որը դիտորդին թվում է, թե գտնվում է C կետում: Գրանցեք թվաքանակի նոր ցուցմունք b2: h1 հեռավորությունը ոսպնյակից մինչև ափսեի վերին մակերեսը համաչափ է b2-ին.
h2 = kb2 (նկ. 4.8, բ):

B և C կետերից մինչև ոսպնյակ հեռավորությունները հավասար են, քանի որ դիտորդը դրանք տեսնում է հավասարապես պարզ:

Խողովակի h1-h2 տեղաշարժը հավասար է թիթեղի ակնհայտ հաստությանը (նկ.

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

5. Չափել d ափսեի հաստությունը հարվածների խաչմերուկում: Դա անելու համար տեղադրեք օժանդակ ապակե թիթեղ 2 ուսումնասիրվող ափսեի տակ (նկ. 4.9) և իջեցրեք մանրադիտակի խողովակը, մինչև ոսպնյակը (թեթև) դիպչի ուսումնասիրվող ափսեին: Ուշադրություն դարձրեք հավաքեք a1-ի նշումին: Հեռացրեք ուսումնասիրվող թիթեղը և իջեցրեք մանրադիտակի խողովակը, մինչև ոսպնյակը դիպչի 2-րդ թիթեղին:

Նշում կարդալ a2.

Մանրադիտակի ոսպնյակն այնուհետև կիջնի ուսումնասիրվող ափսեի հաստությանը հավասար բարձրության, այսինքն.

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

6. Հաշվե՛ք ափսեի նյութի բեկման ինդեքսը՝ օգտագործելով բանաձևը

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

7. Կրկնեք վերը նշված բոլոր չափումները 3 - 5 անգամ, հաշվարկեք միջին արժեքը n, բացարձակ և հարաբերական սխալները rn և rn/n:

Հեղուկների բեկման ցուցիչի որոշում ռեֆրակտոմետրի միջոցով

Այն գործիքները, որոնք օգտագործվում են բեկման ինդեքսները որոշելու համար, կոչվում են ռեֆրակտոմետրեր:

RL ռեֆրակտոմետրի ընդհանուր տեսքը և օպտիկական ձևավորումը ներկայացված են Նկ. 4.10 և 4.11.

Հեղուկների բեկման ինդեքսը RL ռեֆրակտոմետրի միջոցով չափելը հիմնված է լույսի բեկման երևույթի վրա, որն անցնում է բեկման տարբեր ինդեքսներով երկու միջավայրերի միջով:

Լույսի ճառագայթ (նկ.

4.11) 1-ին աղբյուրից (շիկացած լամպ կամ ցրված լույս) հայելու 2-ի օգնությամբ սարքի մարմնի պատուհանի միջով ուղղվում է դեպի կրկնակի պրիզմա, որը բաղկացած է 3 և 4 պրիզմայից, որոնք պատրաստված են ապակուց 1,540 բեկման ինդեքսով: .

Վերին լուսավորության պրիզմայի AA մակերեսը 3 (նկ.

4.12, ա) փայլատ և ծառայում է հեղուկը ցրված լույսով լուսավորելուն, որը բարակ շերտով դրված է 3-րդ և 4-րդ պրիզմաների միջև ընկած բացվածքում: Անփայլ մակերեսով 3-ով ցրված լույսն անցնում է ուսումնասիրվող հեղուկի հարթ-զուգահեռ շերտով և ընկնում: ստորին պրիզմայի BB անկյունագծային երեսին 4 տարբեր տակ
I անկյունները տատանվում են զրոյից մինչև 90°:

Պայթուցիկի մակերևույթի վրա լույսի ընդհանուր ներքին արտացոլման երևույթից խուսափելու համար ուսումնասիրվող հեղուկի բեկման ինդեքսը պետք է պակաս լինի 4-րդ պրիզմայի ապակու բեկման ինդեքսից, այսինքն.

1,540-ից պակաս:

Լույսի ճառագայթը, որի անկման անկյունը 90° է, կոչվում է արոտավայր:

Լոգարիթմական ճառագայթը, որը բեկվում է հեղուկ-ապակու միջերեսում, շարժվելու է 4-րդ պրիզմայով բեկման առավելագույն անկյան տակ: rպր< 90о.

Դ կետում սահող ճառագայթի բեկումը (տես նկ. 4.12, ա) ենթարկվում է օրենքին.

nst/nl = sinipr/sinrpr (4.11)

կամ nf = nst sinrpr, (4.12)

քանի որ sinipr = 1.

Պրիզմա 4-ի BC մակերեսի վրա տեղի է ունենում լույսի ճառագայթների բեկում և ապա

Sini¢pr/sinr¢pr = 1/nst, (4.13)

r¢pr+i¢pr = i¢pr =a, (4.14)

որտեղ a-ն պրիզմայի բեկող ճառագայթն է 4.

Համատեղ լուծելով (4.12), (4.13), (4.14) հավասարումների համակարգը, մենք կարող ենք ստանալ բանաձև, որը կապում է ուսումնասիրվող հեղուկի բեկման n ինդեքսը պրիզմայից դուրս եկող ճառագայթի բեկման սահմանափակող անկյան հետ: 4:

Եթե ​​4-րդ պրիզմայից դուրս եկող ճառագայթների ճանապարհին տեղադրվի աստղադիտակ, ապա նրա տեսադաշտի ստորին հատվածը կլուսավորվի, իսկ վերին մասը՝ մութ։ Լույսի և մութ դաշտերի միջև միջերեսը ձևավորվում է բեկման սահմանափակող անկյան ճառագայթներով r¢pr: Այս համակարգում չկան r¢pr-ից փոքր բեկման անկյուն ունեցող ճառագայթներ (նկ.

Հետևաբար, r¢pr-ի արժեքը և chiaroscuro սահմանի դիրքը կախված են միայն ուսումնասիրվող հեղուկի բեկման ինդեքսից, քանի որ nst-ը և a-ն այս սարքում հաստատուն արժեքներ են:

Իմանալով nst, a և r¢pr, դուք կարող եք հաշվարկել nl բանաձևով (4.15): Գործնականում, բանաձեւը (4.15) օգտագործվում է ռեֆրակտոմետրի սանդղակը չափելու համար:

9 մասշտաբով (տես.

բրինձ. 4.11) ձախ կողմում բեկման ցուցիչի արժեքներն են ld = 5893 Å: 10 - 11 ակնաչափի դիմաց դրված է (—-) նշանով թիթեղ 8։

Տեղափոխելով ակնաչափը 8-րդ ափսեի հետ միասին սանդղակի երկայնքով՝ հնարավոր է հավասարեցնել նշանը մութ և բաց տեսադաշտերի միջերեսի հետ:

9 աստիճանական սանդղակի բաժանումը, որը համընկնում է նշանի հետ, տալիս է ուսումնասիրվող հեղուկի բեկման ինդեքսը nl: 6-րդ ոսպնյակը և 10-11 ակնոցը կազմում են աստղադիտակ:

Պտտվող պրիզմա 7-ը փոխում է ճառագայթի ընթացքը՝ այն ուղղելով դեպի ակնաբույժ։

Ապակու և ուսումնասիրվող հեղուկի ցրվածության շնորհիվ մութ և լուսավոր դաշտերի միջև հստակ սահմանի փոխարեն, երբ դիտարկվում է սպիտակ լույսի ներքո, ստացվում է ծիածանի շերտագիծ։ Այս ազդեցությունը վերացնելու համար օգտագործվում է ցրման փոխհատուցիչ 5, որը տեղադրված է աստղադիտակի ոսպնյակի դիմաց: Կոմպենսատորի հիմնական մասը պրիզմա է, որը սոսնձված է երեք պրիզմայից և կարող է պտտվել աստղադիտակի առանցքի համեմատ:

Պրիզմայի բեկման անկյունները և դրանց նյութը ընտրված են այնպես, որ դրանց միջով առանց բեկման անցնի lд =5893 Å ալիքի երկարությամբ դեղին լույս։ Եթե ​​գունավոր ճառագայթների ուղու վրա տեղադրվում է փոխհատուցող պրիզմա, որպեսզի դրա ցրվածությունը մեծությամբ հավասար լինի, բայց չափիչ պրիզմայի և հեղուկի ցրվածությանը հակառակ նշանով, ապա ընդհանուր դիսպերսիան կլինի զրո: Այս դեպքում լույսի ճառագայթները կհավաքվեն սպիտակ փնջի մեջ, որի ուղղությունը համընկնում է սահմանափակող դեղին ճառագայթի ուղղության հետ։

Այսպիսով, երբ փոխհատուցվող պրիզման պտտվում է, գունային ձուլվածքը վերանում է: Պրիզմայով 5-ի հետ միասին դիսպերսիոն հավաքիչը 12 պտտվում է անշարժ ցուցիչի նկատմամբ (տես նկ. 4.10): Վերջույթի պտտման Z անկյունը թույլ է տալիս դատել ուսումնասիրվող հեղուկի միջին ցրվածության արժեքը:

Հավաքածուների սանդղակը պետք է աստիճանավոր լինի: Տեղադրման հետ մեկտեղ ներառված է ժամանակացույց:

Աշխատանքային կարգ

1. Բարձրացրեք պրիզմա 3-ը, փորձնական հեղուկից 2-3 կաթիլ տեղադրեք պրիզմա 4-ի մակերեսին և ներքևեք պրիզմա 3-ը (տես նկ. 4.10):

3. Օգտագործելով աչքի նպատակադրումը, հասեք սանդղակի և տեսադաշտերի միջև եղած միջերեսի հստակ պատկերին:

4. Պտտեցնելով փոխհատուցիչ 5-ի բռնակը 12, ոչնչացրեք տեսողական դաշտերի միջև միջերեսի գույնը:

Տեղափոխելով ակնաչափը սանդղակի երկայնքով, նշագիծը (—-) հավասարեցրեք մութ և լուսավոր դաշտերի սահմանին և գրեք հեղուկի ցուցիչի արժեքը:

6. Ուսումնասիրեք առաջարկվող հեղուկների հավաքածուն և գնահատեք չափման սխալը:

7. Յուրաքանչյուր չափումից հետո պրիզմաների մակերեսը սրբել թորած ջրով թաթախված ֆիլտրով:

Անվտանգության հարցեր

Տարբերակ 1

Սահմանեք միջավայրի բացարձակ և հարաբերական բեկման ինդեքսները:

2. Գծեք ճառագայթների ուղին երկու միջերեսի միջով (n2> n1 և n2):< n1).

3. Ստացեք հարաբերություն, որը կապում է n բեկման ինդեքսը d հաստության և թիթեղի ակնհայտ հաստության d¢-ի հետ:

4. Առաջադրանք.Ընդհանուր ներքին արտացոլման սահմանափակող անկյունը որոշակի նյութի համար 30° է։

Գտեք այս նյութի բեկման ինդեքսը:

Պատասխան՝ n =2:

Տարբերակ 2

1. Ո՞րն է ընդհանուր ներքին արտացոլման երեւույթը:

2. Նկարագրեք RL-2 ռեֆրակտոմետրի նախագծման և շահագործման սկզբունքը:

3. Բացատրեք փոխհատուցողի դերը ռեֆրակտոմետրում:

4. Առաջադրանք. Լույսի լամպը կլոր լաստանավի կենտրոնից իջեցվում է 10 մ խորության վրա: Գտեք լաստանավի նվազագույն շառավիղը, մինչդեռ լամպից ոչ մի ճառագայթ չպետք է հասնի մակերեսին:

Պատասխան՝ R = 11,3 մ.

RERFACTIVE INDEX, կամ RERFACTIVE INDEX, թափանցիկ միջավայրի բեկման ուժը բնութագրող վերացական թիվ է։ բեկման ինդեքսը նշվում է լատինական π տառով և սահմանվում է որպես անկման անկյան սինուսի հարաբերակցությունը ճառագայթի բեկման անկյան սինուսին, որը մտնում է տվյալ թափանցիկ միջավայր դատարկությունից.

n = sin α/sin β = const կամ որպես դատարկության մեջ լույսի արագության հարաբերակցություն տվյալ թափանցիկ միջավայրում լույսի արագությանը. n = c/νλ դատարկությունից դեպի տվյալ թափանցիկ միջավայր:

բեկման ինդեքսը համարվում է միջավայրի օպտիկական խտության չափանիշ

Այս կերպ որոշված ​​բեկման ինդեքսը կոչվում է բացարձակ բեկման ինդեքս՝ ի տարբերություն հարաբերական այսպես կոչվածի.

ե ցույց է տալիս, թե քանի անգամ է դանդաղում լույսի տարածման արագությունը, երբ նրա բեկման ինդեքսը փոխվում է, որը որոշվում է անկման անկյան սինուսի և բեկման անկյան սինուսի հարաբերակցությամբ, երբ ճառագայթն անցնում է միջինից: մեկ խտությունը մեկ այլ խտության միջավայրին: Հարաբերական բեկման ինդեքսը հավասար է բեկման բացարձակ ցուցիչների հարաբերակցությանը՝ n = n2/n1, որտեղ n1 և n2 առաջին և երկրորդ միջավայրերի բացարձակ բեկման ինդեքսներն են։

Բոլոր մարմինների՝ պինդ, հեղուկ և գազային, բեկման բացարձակ ինդեքսը ավելի մեծ է, քան միասնությունը և տատանվում է 1-ից 2-ի սահմաններում՝ միայն հազվադեպ դեպքերում գերազանցելով 2-ը:

բեկման ինդեքսը կախված է ինչպես միջավայրի հատկություններից, այնպես էլ լույսի ալիքի երկարությունից և մեծանում է ալիքի երկարության նվազման հետ:

Հետևաբար, p տառին նշանակվում է ինդեքս, որը ցույց է տալիս, թե որ ալիքի երկարությանը է պատկանում ցուցանիշը:

RERFACTIVE INDEX

Օրինակ, TF-1 ապակու համար սպեկտրի կարմիր մասում բեկման ինդեքսը nC = 1,64210 է, իսկ մանուշակագույն մասում nG' = 1,67298:

Որոշ թափանցիկ մարմինների բեկման ինդեքսներ

Օդ - 1.000292

Ջուր՝ 1.334

Եթեր - 1358

Էթիլային սպիրտ՝ 1,363

Գլիցերին - 1473

Օրգանական ապակի (պլեքսիգլաս) - 1, 49

Բենզոլ - 1,503

(Պսակի ապակի - 1,5163

Եղևնի (կանադական), բալզամ 1.54

Ապակե ծանր թագ - 1, 61 26

Կայծքար ապակի - 1,6164

Ածխածնի դիսուլֆիդ - 1,629

Ապակի ծանր կայծքար - 1, 64 75

Մոնոբրոմոնաֆտալին - 1,66

Ապակին ամենածանր կայծքարն է՝ 1,92

Ադամանդ - 2,42

Սպեկտրի տարբեր մասերի բեկման ինդեքսի տարբերությունը քրոմատիզմի պատճառն է, այսինքն.

սպիտակ լույսի քայքայումը, երբ այն անցնում է բեկող տարրերով՝ ոսպնյակներ, պրիզմաներ և այլն։

Թիվ 41 լաբորատոր աշխատանք

Հեղուկների բեկման ցուցիչի որոշում ռեֆրակտոմետրի միջոցով

Աշխատանքի նպատակը. Հեղուկների բեկման ցուցիչի որոշում ռեֆրակտոմետրի միջոցով ընդհանուր ներքին արտացոլման մեթոդով IRF-454B; լուծույթի բեկման ինդեքսի կախվածության ուսումնասիրությունը դրա կոնցենտրացիայից:

Տեղադրման նկարագրությունը

Երբ ոչ մոնոխրոմատիկ լույսը բեկվում է, այն քայքայվում է իր բաղադրիչ գույների մեջ և վերածվում սպեկտրի:

Այս երեւույթը պայմանավորված է նյութի բեկման ցուցիչի կախվածությամբ լույսի հաճախականությունից (ալիքի երկարությունից) և կոչվում է լույսի ցրում։

Ընդունված է միջավայրի բեկման ուժը բնութագրել ալիքի երկարության բեկման ինդեքսով λ = 589,3 նմ (նատրիումի գոլորշիների սպեկտրում երկու փակ դեղին գծերի միջին ալիքի երկարությունը):

60. Ատոմաբսորբցիոն անալիզի ժամանակ լուծույթում նյութերի կոնցենտրացիայի որոշման ի՞նչ մեթոդներ են կիրառվում:

Այս բեկման ինդեքսը նշանակված է nԴ.

Դիսպերսիայի չափը միջին ցրվածությունն է, որը սահմանվում է որպես տարբերություն ( nՖ-nԳ), որտեղ nՖ- նյութի բեկման ինդեքսը ալիքի երկարության վրա λ = 486,1 նմ (կապույտ գիծ ջրածնի սպեկտրում), nԳ- նյութի բեկման ինդեքսը λ - 656,3 նմ (կարմիր գիծ ջրածնի սպեկտրում):

Նյութի բեկումը բնութագրվում է հարաբերական դիսպերսիայի արժեքով.
Տեղեկատվական գրքերը սովորաբար տալիս են հարաբերական ցրվածության փոխադարձությունը, այսինքն.

ե.
, Որտեղ - ցրման գործակից կամ Աբբեի համար:

Հեղուկների բեկման ինդեքսը որոշելու տեղադրումը բաղկացած է ռեֆրակտոմետրից IRF-454Bցուցիչի չափման սահմաններով; բեկում nԴ 1,2-ից 1,7 միջակայքում; փորձարկման հեղուկ, անձեռոցիկներ՝ պրիզմաների մակերեսները սրբելու համար։

Refractometer IRF-454Bգործիք է, որը նախատեսված է հեղուկների բեկման ինդեքսն ուղղակիորեն չափելու, ինչպես նաև լաբորատոր պայմաններում հեղուկների միջին ցրվածությունը որոշելու համար։

Սարքի շահագործման սկզբունքը IRF-454Bհիմնված լույսի ընդհանուր ներքին արտացոլման ֆենոմենի վրա։

Սարքի սխեմատիկ դիագրամը ներկայացված է Նկ. 1.

Փորձարկվող հեղուկը տեղադրվում է 1-ին և 2-րդ պրիզմայի երկու երեսների միջև։ Պրիզմա 2՝ լավ փայլեցված եզրով։ ԱԲչափվում է, իսկ պրիզմա 1-ը՝ փայլատ եզրով Ա1 IN1 - լուսավորություն. Լույսի աղբյուրի ճառագայթները ընկնում են եզրին Ա1 ՀԵՏ1 , բեկում, ընկնում փայլատ մակերեսի վրա Ա1 IN1 և ցրված են այս մակերեսով:

Այնուհետեւ նրանք անցնում են ուսումնասիրվող հեղուկի շերտով եւ հասնում մակերեսին։ ԱԲպրիզմաներ 2.

Համաձայն բեկման օրենքի
, Որտեղ
Եվ համապատասխանաբար հեղուկի և պրիզմայի ճառագայթների բեկման անկյուններն են։

Քանի որ անկման անկյունը մեծանում է
բեկման անկյուն նույնպես մեծանում է և հասնում է իր առավելագույն արժեքին
, Երբ
, Տ.

ե. երբ հեղուկի ճառագայթը սահում է մակերեսի վրայով ԱԲ. Հետևաբար,
. Այսպիսով, 2-րդ պրիզմայից դուրս եկող ճառագայթները սահմանափակվում են որոշակի անկյան տակ
.

Հեղուկից պրիզմա 2 եկող ճառագայթները մեծ անկյուններով ենթարկվում են ընդհանուր ներքին արտացոլման միջերեսում ԱԲև մի անցեք պրիզմայով:

Քննարկվող սարքը հետազոտում է հեղուկները, բեկման ինդեքսը որը փոքր է բեկման ինդեքսից Պրիզմա 2, հետևաբար, հեղուկի և ապակու սահմաններում բեկված բոլոր ուղղությունների ճառագայթները կմտնեն պրիզմա:

Ակնհայտ է, որ պրիզմայի այն հատվածը, որը համապատասխանում է ճառագայթներին, որոնք չեն անցել միջով, կմթանվի։ 4 աստղադիտակի միջոցով, որը գտնվում է պրիզմայից դուրս եկող ճառագայթների ճանապարհին, կարելի է դիտարկել տեսադաշտի բաժանումը լուսային և մութ մասերի։

Պտտելով 1-2 պրիզմաների համակարգը՝ լույսի և մութ դաշտերի միջերեսը հավասարեցվում է աստղադիտակի ակնոցի թելերի խաչմերուկին։ 1-2 պրիզմաների համակարգը միացված է սանդղակի, որը տրամաչափված է բեկման ցուցիչի արժեքներով։

Սանդղակը գտնվում է խողովակի տեսադաշտի ստորին մասում և տեսադաշտի մի հատվածը թելերի խաչմերուկի հետ համատեղելիս տալիս է հեղուկի բեկման ցուցիչի համապատասխան արժեքը։ .

Ցրվածության պատճառով սպիտակ լույսի ներքո տեսադաշտի միջերեսը գունավոր կլինի: Գունավորումը վերացնելու, ինչպես նաև փորձարկվող նյութի միջին ցրվածությունը որոշելու համար օգտագործվում է փոխհատուցիչ 3, որը բաղկացած է սոսնձված ուղիղ տեսողության պրիզմաների երկու համակարգերից (Amichi prisms):

Պրիզմաները կարող են միաժամանակ պտտվել տարբեր ուղղություններով՝ օգտագործելով ճշգրիտ պտտվող մեխանիկական սարք՝ դրանով իսկ փոխելով փոխհատուցողի սեփական ցրումը և վերացնելով օպտիկական համակարգի միջոցով դիտարկվող տեսադաշտի սահմանի գունավորումը: փոխհատուցիչով, որով որոշվում է ցրման պարամետրը, որը թույլ է տալիս հաշվարկել նյութերի միջին դիսպերսիան:

Աշխատանքային կարգ

Սարքը կարգավորեք այնպես, որ աղբյուրից (շիկացած լամպ) լույսը մտնի լուսավորության պրիզմա և հավասարաչափ լուսավորի տեսադաշտը:

2. Բացեք չափիչ պրիզման:

Ապակե ձողով մի քանի կաթիլ ջուր քսեք դրա մակերեսին և զգուշորեն փակեք պրիզման։ Պրիզմաների միջև եղած բացը պետք է հավասարապես լցված լինի ջրի բարակ շերտով (հատուկ ուշադրություն դարձրեք դրան):

Սարքի կշեռքի պտուտակով վերացրեք տեսադաշտի գունավորումը և ստացեք լույսի և ստվերի միջև սուր սահման: Հավասարեցրեք այն՝ օգտագործելով մեկ այլ պտուտակ, գործիքի ակնաչափի հղման խաչի հետ: Որոշեք ջրի բեկման ինդեքսը հազարերորդական ճշտությամբ՝ օգտագործելով ակնաչափի սանդղակը:

Համեմատեք ստացված արդյունքները ջրի վերաբերյալ տեղեկատու տվյալների հետ: Եթե ​​չափված բեկման ցուցիչի և աղյուսակի տարբերությունը չի գերազանցում ± 0,001-ը, ապա չափումը ճիշտ է կատարվել:

Առաջադրանք 1

1. Պատրաստել կերակրի աղի լուծույթ ( NaCl) լուծելիության սահմանին մոտ կոնցենտրացիայով (օրինակ՝ C = 200 գ/լ):

Չափել ստացված լուծույթի բեկման ինդեքսը:

3. Լուծույթը նոսրացնելով ամբողջ թվով անգամ՝ ստացեք ցուցիչի կախվածությունը. բեկում լուծույթի կոնցենտրացիայի վրա և լրացրեք աղյուսակը: 1.

Աղյուսակ 1

Զորավարժություններ.Ինչպե՞ս ստանալ լուծույթի կոնցենտրացիան, որը հավասար է առավելագույնի (սկզբնական) 3/4-ին միայն նոսրացման միջոցով:

Կառուցեք կախվածության գրաֆիկ n=n(C). Փորձարարական տվյալների հետագա մշակումն իրականացվում է ուսուցչի հրահանգով:

Փորձարարական տվյալների մշակում

ա) Գրաֆիկական մեթոդ

Որոշեք թեքությունը գրաֆիկից IN, որը փորձնական պայմաններում կբնութագրի լուծվող նյութը և լուծիչը։

2. Որոշե՛ք լուծույթի կոնցենտրացիան գրաֆիկի միջոցով NaClտրված է լաբորանտի կողմից:

բ) վերլուծական մեթոդ

Հաշվեք՝ օգտագործելով նվազագույն քառակուսիների մեթոդը Ա, INԵվ ՍԲ.

Գտնված արժեքների հիման վրա ԱԵվ INորոշել միջինը
լուծույթի կոնցենտրացիան NaClտրված է լաբորանտի կողմից

Անվտանգության հարցեր

Լույսի ցրում. Ո՞րն է տարբերությունը նորմալ ցրվածության և անոմալ դիսպերսիայի միջև:

2. Ո՞րն է ընդհանուր ներքին արտացոլման երեւույթը:

3. Ինչու՞ այս կարգավորումը չի կարող չափել հեղուկի բեկման ինդեքսն ավելի մեծ, քան պրիզմայի բեկման ինդեքսը:

4. Ինչու՞ պրիզմայի դեմք Ա1 IN1 նրանք այն դարձնում են փայլատ

Դեգրադացիա, ինդեքս

Հոգեբանական հանրագիտարան

Հոգեկան դեգրադացիայի աստիճանը գնահատելու միջոց։ ֆունկցիաները, որոնք չափվում են Wechsler-Bellevue թեստի միջոցով: Ցուցանիշը հիմնված է այն դիտարկման վրա, որ թեստի միջոցով չափվող որոշ կարողություններ նվազում են տարիքի հետ, իսկ մյուսները՝ ոչ:

Ցուցանիշ

Հոգեբանական հանրագիտարան

- ինդեքս, անունների ռեգիստր, կոչումներ և այլն: Հոգեբանության մեջ թվային ցուցիչ է քանակական գնահատման, երևույթների բնութագրման համար:

Ինչի՞ց է կախված նյութի բեկման ինդեքսը:

Ցուցանիշ

Հոգեբանական հանրագիտարան

1. Ամենաընդհանուր իմաստը. ցանկացած բան, որն օգտագործվում է նշելու, նույնականացնելու կամ ուղղորդելու համար. ցուցումներ, մակագրություններ, նշաններ կամ խորհրդանիշներ. 2. Բանաձև կամ թիվ, որը հաճախ արտահայտվում է որպես գործակից, որը ցույց է տալիս որոշակի հարաբերություն արժեքների կամ չափումների կամ միջև...

Հասարակականություն, ինդեքս

Հոգեբանական հանրագիտարան

Բնութագիր, որն արտահայտում է մարդու մարդամոտությունը։ Օրինակ, սոցիոգրամը, ի թիվս այլ միջոցների, ապահովում է խմբի տարբեր անդամների մարդամոտության գնահատում:

Ընտրություն, ինդեքս

Հոգեբանական հանրագիտարան

Որոշակի թեստի կամ թեստային նյութի ուժը գնահատելու բանաձև՝ անհատներին միմյանցից տարբերելու հարցում:

Հուսալիություն, ինդեքս

Հոգեբանական հանրագիտարան

Վիճակագրություն, որն ապահովում է թեստից ստացված իրական արժեքների և տեսականորեն ճիշտ արժեքների հարաբերակցության գնահատականը:

Այս ցուցանիշը տրվում է որպես r-ի արժեք, որտեղ r-ը հաշվարկված հուսալիության գործակիցն է:

Արդյունքների կանխատեսում, ինդեքս

Հոգեբանական հանրագիտարան

Մի փոփոխականի մասին գիտելիքի չափումը կարող է օգտագործվել մեկ այլ փոփոխականի վերաբերյալ կանխատեսումներ անելու համար՝ հաշվի առնելով, որ փոփոխականների միջև փոխկապակցվածությունը հայտնի է: Սովորաբար խորհրդանշական ձևով սա արտահայտվում է որպես E, ինդեքսը ներկայացված է որպես 1 -((...

Բառեր, ինդեքս

Հոգեբանական հանրագիտարան

Ընդհանուր տերմին գրավոր և (կամ) բանավոր լեզվում բառերի առաջացման համակարգված հաճախականության համար:

Հաճախ նման ցուցանիշները սահմանափակվում են որոշակի լեզվական ոլորտներով, օրինակ՝ առաջին դասարանի դասագրքերով, ծնող-երեխա փոխազդեցությամբ: Սակայն գնահատականները հայտնի են...

Մարմնի կառուցվածքներ, ինդեքս

Հոգեբանական հանրագիտարան

Eysenck-ի առաջարկած մարմնի չափումը հիմնված է բարձրության և կրծքավանդակի շրջագծի հարաբերակցության վրա:

Նրանք, ում միավորները գտնվում էին «նորմալ» միջակայքում, կոչվում էին մեսոմորֆներ, ստանդարտ շեղման կամ միջինից բարձր՝ լեպտոմորֆներ, իսկ ստանդարտ շեղումների կամ...

ԹԻՎ 24 ԴԱՍԱԽՈՍՈՒԹՅԱՆ ՀԱՄԱՐ

«ՎԵՐԼՈՒԾՈՒԹՅԱՆ ԳՈՐԾԻՔԱՅԻՆ ՄԵԹՈԴՆԵՐ».

REFRACTOMETRY.

Գրականություն:

1. Վ.Դ. Պոնոմարև «Անալիտիկ քիմիա» 1983 246-251

2. Ա.Ա. Իշչենկո «Անալիտիկ քիմիա» 2004 էջ 181-184

REFRACTOMETRY.

Ռեֆրակտոմետրիան անալիզի ամենապարզ ֆիզիկական մեթոդներից մեկն է, որն օգտագործվում է անալիտի նվազագույն քանակով և իրականացվում է շատ կարճ ժամանակում:

Ռեֆրակտոմետրիա- մեթոդ, որը հիմնված է բեկման կամ բեկման երևույթի վրա, այսինքն.

փոխելով լույսի տարածման ուղղությունը մի միջավայրից մյուսն անցնելիս:

Բեկումը, ինչպես նաև լույսի կլանումը միջավայրի հետ դրա փոխազդեցության հետևանք է։

Ռեֆրակտոմետրիա բառը նշանակում է չափում լույսի բեկում, որը գնահատվում է բեկման ինդեքսի արժեքով։

Refractive ինդեքսի արժեքը nկախված է

1) նյութերի և համակարգերի բաղադրության մասին.

2) փաստից ինչ կոնցենտրացիայով իսկ թե ինչ մոլեկուլների է հանդիպում լույսի ճառագայթն իր ճանապարհին, քանի որ

Լույսի ազդեցության տակ տարբեր նյութերի մոլեկուլները տարբեր կերպ են բևեռացվում։ Հենց այս կախվածության վրա է հիմնված ռեֆրակտոմետրիկ մեթոդը:

Այս մեթոդն ունի մի շարք առավելություններ, որոնց արդյունքում այն ​​լայն կիրառություն է գտել ինչպես քիմիական հետազոտությունների, այնպես էլ տեխնոլոգիական գործընթացների վերահսկման մեջ։

1) բեկման ինդեքսների չափումը շատ պարզ գործընթաց է, որն իրականացվում է ճշգրիտ և նվազագույն ժամանակով և նյութի քանակով:

2) Սովորաբար ռեֆրակտոմետրերը ապահովում են մինչև 10% ճշգրտություն լույսի բեկման ինդեքսը և անալիտի պարունակությունը որոշելիս.

Ռեֆրակտոմետրիայի մեթոդը օգտագործվում է իսկությունը և մաքրությունը վերահսկելու, առանձին նյութերի նույնականացման և լուծույթներն ուսումնասիրելիս օրգանական և անօրգանական միացությունների կառուցվածքը որոշելու համար:

Ռեֆրակտոմետրիան օգտագործվում է երկու բաղադրիչ լուծույթների բաղադրությունը որոշելու և եռյակ համակարգերի համար:

Մեթոդի ֆիզիկական հիմքը

RERFACTIVE INDEX.

Որքան մեծ է լույսի տարածման արագության տարբերությունը երկուսում, այնքան ավելի մեծ է լույսի ճառագայթի շեղումը իր սկզբնական ուղղությունից, երբ այն անցնում է մի միջավայրից մյուսը:

այս միջավայրերը.

Դիտարկենք լույսի ճառագայթի բեկումը ցանկացած երկու I և II թափանցիկ միջավայրերի սահմանին (տե՛ս.

Բրինձ.): Եկեք համաձայնենք, որ միջին II-ն ունի ավելի մեծ բեկման ուժ և, հետևաբար, n1Եվ n2— ցույց է տալիս համապատասխան կրիչի բեկումը: Եթե ​​I միջավայրը վակուում կամ օդ չէ, ապա լույսի ճառագայթի անկման մեղքի անկյան հարաբերությունը բեկման մեղքի անկյունին կտա հարաբերական բեկման ինդեքսի արժեքը n rel: Արժեքը n rel.

Որքա՞ն է ապակու բեկման ինդեքսը: Իսկ ե՞րբ է պետք դա իմանալ:

կարող է սահմանվել նաև որպես դիտարկվող մեդիայի բեկման ինդեքսների հարաբերակցություն:

նոտրել. = —— = —

Refractive ինդեքսի արժեքը կախված է

1) նյութերի բնույթը

Նյութի բնույթն այս դեպքում որոշվում է լույսի ազդեցության տակ նրա մոլեկուլների դեֆորմացիայի աստիճանով՝ բևեռացման աստիճանով։

Որքան ավելի ինտենսիվ է բևեռացումը, այնքան ավելի ուժեղ է լույսի բեկումը:

2)ընկնող լույսի ալիքի երկարությունը

բեկման ինդեքսի չափումն իրականացվում է 589,3 նմ լույսի ալիքի երկարությամբ (նատրիումի սպեկտրի D գիծ):

Լույսի ալիքի երկարությունից բեկման ցուցիչի կախվածությունը կոչվում է դիսպերսիա։

Որքան կարճ է ալիքի երկարությունը, այնքան մեծ է բեկումը. Հետեւաբար, տարբեր ալիքի երկարությունների ճառագայթները տարբեր կերպ են բեկվում:

3)ջերմաստիճանը , որտեղ կատարվում է չափումը։ բեկման ինդեքսը որոշելու նախապայման է համապատասխանությունը ջերմաստիճանի ռեժիմին: Սովորաբար որոշումը կատարվում է 20±0,30C ջերմաստիճանում։

Ջերմաստիճանի բարձրացման հետ մեկտեղ բեկման ինդեքսը նվազում է, քանի որ ջերմաստիճանը նվազում է, այն մեծանում է..

Ջերմաստիճանի ազդեցության ուղղումը հաշվարկվում է հետևյալ բանաձևով.

nt=n20+ (20-t) 0,0002, որտեղ

nt –Ցտեսություն բեկման ինդեքսը տվյալ ջերմաստիճանում,

n20-բեկման ինդեքսը 200C-ում

Ջերմաստիճանի ազդեցությունը գազերի և հեղուկների բեկման ինդեքսների արժեքների վրա կապված է դրանց ծավալային ընդլայնման գործակիցների արժեքների հետ:

Բոլոր գազերի և հեղուկների ծավալը տաքացնելիս մեծանում է, խտությունը նվազում է և, հետևաբար, ցուցանիշը նվազում է.

200C ջերմաստիճանում չափված բեկման ինդեքսը և 589,3 նմ լույսի ալիքի երկարությունը նշված է ինդեքսով nD20

Միատարր երկբաղադրիչ համակարգի բեկման ցուցիչի կախվածությունը նրա վիճակից հաստատվում է փորձարարական եղանակով՝ որոշելով բեկման ինդեքսը մի շարք ստանդարտ համակարգերի համար (օրինակ՝ լուծումներ), որոնցում հայտնի է բաղադրիչների պարունակությունը։

4) նյութի կոնցենտրացիան լուծույթում.

Նյութերի շատ ջրային լուծույթների դեպքում բեկման ինդեքսները տարբեր կոնցենտրացիաներում և ջերմաստիճաններում հուսալիորեն չափվում են, և այդ դեպքերում կարող են օգտագործվել տեղեկատուներ: ռեֆրակտոմետրիկ աղյուսակներ.

Պրակտիկան ցույց է տալիս, որ երբ լուծված նյութի պարունակությունը չի գերազանցում 10-20%-ը, գրաֆիկական մեթոդի հետ մեկտեղ, շատ դեպքերում հնարավոր է օգտագործել. գծային հավասարում, ինչպիսին է.

n=no+FC,

n-լուծույթի բեկման ինդեքսը,

ոչմաքուր լուծիչի բեկման ինդեքսն է,

Գ- լուծված նյութի կոնցենտրացիան,%

Ֆ-էմպիրիկ գործակից, որի արժեքը հայտնաբերված է

հայտնի կոնցենտրացիայի լուծույթների բեկման ինդեքսը որոշելով։

REFRACTOMERS.

Ռեֆրակտոմետրերը գործիքներ են, որոնք օգտագործվում են բեկման ինդեքսը չափելու համար:

Այս սարքերի 2 տեսակ կա՝ Abbe type և Pulfrich տիպի ռեֆրակտոմետր։ Երկու դեպքում էլ չափումները հիմնված են բեկման առավելագույն անկյունի որոշման վրա: Գործնականում օգտագործվում են տարբեր համակարգերի ռեֆրակտոմետրեր՝ լաբորատոր-RL, ունիվերսալ RL և այլն։

Թորած ջրի բեկման ինդեքսը n0 = 1,33299 է, բայց գործնականում այս ցուցանիշը որպես հղում է ընդունվում որպես n0: =1,333.

Ռեֆրակտոմետրերի շահագործման սկզբունքը հիմնված է բեկման ինդեքսը սահմանափակող անկյան մեթոդով (լույսի ընդհանուր արտացոլման անկյուն) որոշելու վրա։

Ձեռքի ռեֆրակտոմետր

Abbe refractometer

Հաղորդագրություն ադմինիստրատորից.

Տղե՛րք։ Ո՞վ է վաղուց ցանկանում սովորել անգլերեն:
Գնալ դեպի և ստացեք երկու անվճար դաս SkyEng անգլերեն լեզվի դպրոցում!
Ես ինքս սովորում եմ այնտեղ, շատ լավ է: Առաջընթաց կա.

Հավելվածում դուք կարող եք սովորել բառեր, մարզել լսելը և արտասանությունը:

Փորձեք այն: Երկու դաս անվճար՝ օգտագործելով իմ հղումը:
Սեղմեք

Չկա ոչ այլ ինչ, քան անկման անկյան սինուսի հարաբերակցությունը բեկման անկյան սինուսին

բեկման ինդեքսը կախված է նյութի հատկություններից և որոշ նյութերի ճառագայթման ալիքի երկարությունից, բեկման ինդեքսը բավականին ուժեղ է փոխվում, երբ էլեկտրամագնիսական ալիքների հաճախականությունը փոխվում է ցածր հաճախականություններից դեպի օպտիկական և ավելին, և կարող է նաև ավելի կտրուկ փոխվել: հաճախականության սանդղակի որոշակի տարածքներ: Լռելյայն սովորաբար վերաբերում է օպտիկական տիրույթին կամ համատեքստով որոշված ​​տիրույթին:

n-ի արժեքը, այլ հավասար լինելով, սովորաբար մեկից փոքր է, երբ ճառագայթն ավելի խիտ միջավայրից անցնում է ավելի քիչ խիտ միջավայր, և մեկից ավելի, երբ ճառագայթն անցնում է ավելի քիչ խիտ միջավայրից ավելի խիտ միջավայրի (օրինակ. , գազից կամ վակուումից դեպի հեղուկ կամ պինդ): Կան բացառություններ այս կանոնից, և, հետևաբար, ընդունված է միջավայրն անվանել օպտիկականորեն ավելի կամ պակաս խիտ, քան մյուսը (չշփոթել օպտիկական խտության հետ՝ որպես միջավայրի անթափանցիկության չափում):

Աղյուսակը ցույց է տալիս բեկման ինդեքսի որոշ արժեքներ որոշ լրատվամիջոցների համար.

Ավելի բարձր բեկման ինդեքս ունեցող միջավայրը կոչվում է օպտիկապես ավելի խիտ: Սովորաբար չափվում է օդի նկատմամբ տարբեր միջավայրերի բեկման ինդեքսը: Օդի բացարձակ բեկման ինդեքսն է. Այսպիսով, ցանկացած միջավայրի բացարձակ բեկման ինդեքսը կապված է օդի նկատմամբ նրա բեկման ցուցիչի հետ բանաձևով.

Եթե ​​լույսի ալիքն ընկած է հարթ սահմանի վրա, որը բաժանում է երկու դիէլեկտրիկներ, որոնք ունեն տարբեր հարաբերական դիէլեկտրական հաստատուններ, ապա այս ալիքը արտացոլվում է միջերեսից և բեկվում՝ անցնելով մի դիէլեկտրիկից մյուսը: Թափանցիկ միջավայրի բեկման ուժը բնութագրվում է նրա բեկման ինդեքսով, որն ավելի հաճախ կոչվում է բեկման ինդեքս։

Բացարձակ բեկման ինդեքս

ՍԱՀՄԱՆՈՒՄ

Բացարձակ բեկման ինդեքսանվանել ֆիզիկական մեծություն, որը հավասար է վակուումում լույսի տարածման արագությանը () միջավայրում լույսի փուլային արագությանը (): Այս բեկման ինդեքսը նշվում է տառով: Մաթեմատիկորեն մենք գրում ենք բեկման ինդեքսի այս սահմանումը հետևյալ կերպ.

Ցանկացած նյութի համար (բացառությամբ վակուումի) բեկման ինդեքսի արժեքը կախված է լույսի հաճախականությունից և նյութի պարամետրերից (ջերմաստիճան, խտություն և այլն)։ Հազվագյուտ գազերի դեպքում բեկման ինդեքսը վերցվում է հավասար:

Եթե ​​նյութը անիզոտրոպ է, ապա n-ը կախված է լույսի շարժման ուղղությունից և թե ինչպես է լույսի ալիքը բևեռացվում։

Ելնելով սահմանումից (1)՝ բացարձակ բեկման ինդեքսը կարելի է գտնել հետևյալ կերպ.

որտեղ է միջավայրի դիէլեկտրական հաստատունը և միջավայրի մագնիսական թափանցելիությունն է:

բեկման ինդեքսը կարող է բարդ մեծություն լինել կլանող միջավայրում: Օպտիկական ալիքի երկարության միջակայքում =1-ում դիէլեկտրական հաստատունը գրված է հետևյալ կերպ.

ապա բեկման ինդեքսը.

որտեղ բեկման ինդեքսի իրական մասը հավասար է.

արտացոլում է բեկումը, երևակայական մասը.

պատասխանատու է կլանման համար.

Հարաբերական բեկման ինդեքս

ՍԱՀՄԱՆՈՒՄ

Հարաբերական բեկման ինդեքս() երկրորդ միջավայրը առաջինի համեմատ կոչվում է առաջին նյութի լույսի փուլային արագությունների հարաբերակցությունը երկրորդ նյութի փուլային արագությանը.

որտեղ է երկրորդ միջավայրի բացարձակ բեկման ինդեքսը, առաջին նյութի բացարձակ բեկման ինդեքսն է: Այն դեպքում, երբ title="Rendered by QuickLaTeX.com" height="16" width="60" style="vertical-align: -4px;">, то вторая среда считается оптически более плотной, чем первая.!}

Միագույն ալիքների համար, որոնց երկարությունները շատ ավելի մեծ են, քան նյութի մոլեկուլների միջև հեռավորությունը, Սնելի օրենքը բավարարված է.

որտեղ է անկման անկյունը, բեկման անկյունն է, այն նյութի հարաբերական բեկման ինդեքսն է, որում տարածվում է բեկված լույսը, համեմատած այն միջավայրի հետ, որտեղ տարածվել է լույսի անկման ալիքը:

Չափման միավորներ

բեկման ինդեքսը չափազուրկ մեծություն է։

Խնդիրների լուծման օրինակներ

ՕՐԻՆԱԿ 1

Զորավարժություններ	Որքա՞ն կլինի ընդհանուր ներքին արտացոլման սահմանափակող անկյունը (), եթե լույսի ճառագայթը ապակուց օդ անցնի: Ապակու բեկման ինդեքսը համարվում է n=1,52։
Լուծում	Ընդհանուր ներքին արտացոլման դեպքում բեկման անկյունը () մեծ է կամ հավասար է ). Անկյունի համար բեկման օրենքը փոխակերպվում է ձևի. քանի որ ճառագայթի անկման անկյունը հավասար է անդրադարձման անկյան, կարող ենք գրել, որ. Ըստ խնդրի պայմանների՝ ճառագայթը հոսքից անցնում է օդ, սա նշանակում է, որ Հաշվարկները կատարենք.
Պատասխանել

ՕՐԻՆԱԿ 2

Զորավարժություններ	Ի՞նչ կապ կա լուսային ճառագայթի () անկման անկյան և նյութի բեկման ցուցիչի (n) միջև։ Եթե ​​անդրադարձված և բեկված ճառագայթների անկյունը հավասար է. Ճառագայթը օդից ընկնում է նյութի մեջ:
Լուծում	Եկեք նկարենք:

Օպտիկայի խնդիրներ լուծելիս հաճախ պետք է իմանալ ապակու, ջրի կամ այլ նյութի բեկման ինդեքսը։ Ավելին, տարբեր իրավիճակներում կարող են օգտագործվել այս քանակի և՛ բացարձակ, և՛ հարաբերական արժեքները:

Երկու տեսակի բեկման ինդեքս

Նախ, եկեք խոսենք այն մասին, թե ինչ է ցույց տալիս այս թիվը. ինչպես է փոխվում լույսի տարածման ուղղությունը այս կամ այն ​​թափանցիկ միջավայրում: Ավելին, էլեկտրամագնիսական ալիքը կարող է առաջանալ վակուումից, և ապակու կամ այլ նյութի բեկման ինդեքսը կկոչվի բացարձակ: Շատ դեպքերում դրա արժեքը գտնվում է 1-ից 2-ի սահմաններում: Միայն շատ հազվադեպ դեպքերում է բեկման ինդեքսը երկուսից մեծ:

Եթե ​​օբյեկտի դիմաց վակուումից միջին խտություն կա, ապա խոսում են հարաբերական արժեքի մասին։ Եվ դա հաշվարկվում է որպես երկու բացարձակ արժեքների հարաբերակցություն։ Օրինակ, ջրային ապակու հարաբերական բեկման ինդեքսը հավասար կլինի ապակու և ջրի բացարձակ արժեքների գործակցին:

Ամեն դեպքում, այն նշվում է լատիներեն «en» - n տառով: Այս արժեքը ստացվում է նույն արժեքները միմյանց վրա բաժանելով, հետևաբար դա պարզապես գործակից է, որը անուն չունի:

Ի՞նչ բանաձև կարող եք օգտագործել բեկման ինդեքսը հաշվարկելու համար:

Եթե ​​անկման անկյունը վերցնենք որպես «ալֆա», իսկ բեկման անկյունը որպես «բետա», ապա բեկման ինդեքսի բացարձակ արժեքի բանաձևն այսպիսին է՝ n = sin α/sin β: Անգլալեզու գրականության մեջ հաճախ կարելի է գտնել այլ նշում: Երբ անկման անկյունը i է, իսկ բեկման անկյունը՝ r։

Կա մեկ այլ բանաձև, թե ինչպես կարելի է հաշվարկել լույսի բեկման ինդեքսը ապակու և այլ թափանցիկ միջավայրերում: Դա կապված է լույսի արագության հետ վակուումում և նույնը, բայց դիտարկվող նյութում։

Այնուհետև այն ունի հետևյալ տեսքը՝ n = c/νλ: Այստեղ c-ն լույսի արագությունն է վակուումում, ν՝ նրա արագությունը թափանցիկ միջավայրում, իսկ λ՝ ալիքի երկարությունը։

Ինչի՞ց է կախված բեկման ինդեքսը:

Այն որոշվում է դիտարկվող միջավայրում լույսի տարածման արագությամբ։ Օդն այս առումով շատ մոտ է վակուումին, ուստի լույսի ալիքները նրանում տարածվում են գործնականում առանց իրենց սկզբնական ուղղությունից շեղվելու։ Ուստի, եթե որոշվում է ապակի-օդի կամ օդին սահմանակից որևէ այլ նյութի բեկման ինդեքսը, ապա վերջինս պայմանականորեն ընդունվում է որպես վակուում։

Յուրաքանչյուր այլ միջավայր ունի իր առանձնահատկությունները: Նրանք ունեն տարբեր խտություններ, ունեն իրենց ջերմաստիճանը, ինչպես նաև առաձգական լարումներ։ Այս ամենը ազդում է նյութի կողմից լույսի բեկման արդյունքի վրա։

Լույսի բնութագրերը կարևոր դեր են խաղում ալիքի տարածման ուղղությունը փոխելու հարցում։ Սպիտակ լույսը կազմված է բազմաթիվ գույներից՝ կարմիրից մինչև մանուշակագույն: Սպեկտրի յուրաքանչյուր հատված բեկվում է յուրովի։ Ավելին, սպեկտրի կարմիր մասի ալիքի համար ցուցիչի արժեքը միշտ ավելի քիչ կլինի, քան մյուսներինը: Օրինակ, TF-1 ապակու բեկման ինդեքսը տատանվում է համապատասխանաբար 1,6421-ից մինչև 1,67298, սպեկտրի կարմիրից մինչև մանուշակագույն հատվածը:

Տարբեր նյութերի արժեքների օրինակներ

Ահա բացարձակ արժեքների արժեքները, այսինքն՝ բեկման ինդեքսը, երբ ճառագայթն անցնում է վակուումից (որը համարժեք է օդին) մեկ այլ նյութի միջով։

Այս թվերը անհրաժեշտ կլինեն, եթե անհրաժեշտ լինի որոշել ապակու բեկման ինդեքսը այլ կրիչների նկատմամբ:

Ի՞նչ այլ քանակություններ են օգտագործվում խնդիրները լուծելիս:

Ընդհանուր արտացոլում. Այն նկատվում է, երբ լույսը ավելի խիտ միջավայրից անցնում է ավելի քիչ խիտ միջավայրի։ Այստեղ, անկման որոշակի անկյան տակ, բեկումը տեղի է ունենում ուղիղ անկյան տակ: Այսինքն, ճառագայթը սահում է երկու լրատվամիջոցների սահմանի երկայնքով:

Ընդհանուր արտացոլման սահմանափակող անկյունը նրա նվազագույն արժեքն է, որի դեպքում լույսը չի թափանցում ավելի քիչ խիտ միջավայր: Դրանից պակասը նշանակում է բեկում, իսկ ավելի շատ նշանակում է արտացոլում նույն միջավայրի մեջ, որտեղից շարժվել է լույսը:

Առաջադրանք թիվ 1

Վիճակ. Ապակու բեկման ինդեքսն ունի 1,52 արժեք։ Անհրաժեշտ է որոշել սահմանափակող անկյունը, որով լույսն ամբողջությամբ արտացոլվում է մակերեսների միջերեսից՝ ապակի օդով, ջուր՝ օդով, ապակի՝ ջրով:

Աղյուսակում տրված ջրի համար պետք է օգտագործեք բեկման ինդեքսի տվյալները: Այն վերցվում է օդի համար հավասար միասնության։

Բոլոր երեք դեպքերում լուծումը հանգում է հաշվարկներին՝ օգտագործելով բանաձևը.

sin α 0 /sin β = n 1 /n 2, որտեղ n 2 վերաբերում է այն միջավայրին, որտեղից լույսը տարածվում է, և n 1, որտեղ այն թափանցում է:

α 0 տառը նշանակում է սահմանային անկյուն: β անկյան արժեքը 90 աստիճան է։ Այսինքն՝ նրա սինուսը կլինի մեկ։

Առաջին դեպքում՝ sin α 0 = 1 /n ապակի, ապա սահմանափակող անկյունը հավասար է 1 /n ապակու աղեղին։ 1/1,52 = 0,6579: Անկյունը 41,14º է։

Երկրորդ դեպքում, երբ որոշվում է արկսինը, անհրաժեշտ է փոխարինել ջրի բեկման ցուցիչի արժեքը: Ջրի 1/n մասնաբաժինը կստանա 1/1,33 = 0,7519: Սա 48,75º անկյան աղեղն է:

Երրորդ դեպքը նկարագրվում է n ջրի և n ապակու հարաբերակցությամբ։ Արկսինը պետք է հաշվարկվի կոտորակի համար՝ 1,33/1,52, այսինքն՝ 0,875 թիվը։ Սահմանափակող անկյան արժեքը գտնում ենք նրա արսինով՝ 61,05º:

Պատասխան՝ 41.14º, 48.75º, 61.05º:

Խնդիր թիվ 2

Վիճակ. Ապակե պրիզմա է ընկղմվում ջրով անոթի մեջ։ Նրա բեկման ինդեքսը 1,5 է։ Պրիզման հիմնված է ուղղանկյուն եռանկյունու վրա: Ավելի մեծ ոտքը գտնվում է ներքևին ուղղահայաց, իսկ երկրորդը զուգահեռ է դրան: Լույսի ճառագայթը սովորաբար ընկնում է պրիզմայի վերին երեսին: Որքա՞ն պետք է լինի հորիզոնական ոտքի և հիպոթենուսի միջև եղած ամենափոքր անկյունը, որպեսզի լույսը հասնի նավի հատակին ուղղահայաց գտնվող ոտքին և դուրս գա պրիզմայից:

Որպեսզի ճառագայթը դուրս գա պրիզմայից նկարագրված ձևով, այն պետք է առավելագույն անկյան տակ ընկնի ներքին երեսի վրա (այն, որը պրիզմայի խաչմերուկում եռանկյունու հիպոթենուսն է): Այս սահմանափակող անկյունը հավասար է ուղղանկյուն եռանկյան ցանկալի անկյունին: Լույսի բեկման օրենքից պարզվում է, որ 90 աստիճանի սինուսով բաժանված սահմանափակող անկյան սինուսը հավասար է բեկման երկու ինդեքսների՝ ջուր-ապակու հարաբերությանը։

Հաշվարկները հանգեցնում են սահմանափակող անկյան հետևյալ արժեքին՝ 62º30´: