Ang mga batas ng pisika ay gumaganap ng isang napakahalagang papel sa pagsasagawa ng mga kalkulasyon para sa pagpaplano ng isang tiyak na diskarte para sa paggawa ng anumang produkto o sa pagguhit ng isang proyekto para sa pagtatayo ng mga istruktura para sa iba't ibang layunin. Maraming mga halaga ang kinakalkula, kaya ang mga sukat at kalkulasyon ay ginawa bago simulan ang pagpaplano. Halimbawa, ang refractive index ng salamin ay katumbas ng ratio ng sine ng anggulo ng saklaw sa sine ng anggulo ng repraksyon.

Kaya una mayroong isang proseso ng pagsukat ng mga anggulo, pagkatapos ay kinakalkula ang kanilang sine, at pagkatapos ay maaari mong makuha ang nais na halaga. Sa kabila ng pagkakaroon ng data ng tabular, sulit na magsagawa ng mga karagdagang kalkulasyon sa bawat oras, dahil ang mga sangguniang libro ay madalas na gumagamit ng mga perpektong kondisyon na halos imposibleng makamit sa totoong buhay. Samakatuwid, sa katotohanan, ang tagapagpahiwatig ay kinakailangang mag-iba mula sa tabular, at sa ilang mga sitwasyon ito ay may pangunahing kahalagahan.

Ganap na tagapagpahiwatig

Ang ganap na refractive index ay nakasalalay sa tatak ng salamin, dahil sa pagsasagawa mayroong isang malaking bilang ng mga pagpipilian na naiiba sa komposisyon at antas ng transparency. Sa karaniwan, ito ay 1.5 at nagbabago sa paligid ng halagang ito ng 0.2 sa isang direksyon o sa iba pa. Sa mga bihirang kaso, maaaring may mga paglihis mula sa figure na ito.

Muli, kung ang isang eksaktong tagapagpahiwatig ay mahalaga, kung gayon ang mga karagdagang sukat ay kailangang-kailangan. Ngunit kahit na hindi sila nagbibigay ng isang 100% maaasahang resulta, dahil ang posisyon ng araw sa kalangitan at ang maulap sa araw ng mga sukat ay makakaapekto sa pangwakas na halaga. Sa kabutihang palad, sa 99.99% ng mga kaso, sapat na upang malaman lamang na ang refractive index ng isang materyal tulad ng salamin ay mas malaki kaysa sa isa at mas mababa sa dalawa, at ang lahat ng iba pang tenths at hundredths ay hindi gumaganap ng isang papel.

Sa mga forum na tumutulong sa paglutas ng mga problema sa pisika, ang tanong ay madalas na kumikislap, ano ang refractive index ng salamin at brilyante? Maraming mga tao ang nag-iisip na dahil ang dalawang sangkap na ito ay magkatulad sa hitsura, kung gayon ang kanilang mga katangian ay dapat na halos pareho. Ngunit ito ay isang maling akala.

Ang maximum na repraksyon para sa salamin ay nasa paligid ng 1.7, habang para sa brilyante ang figure na ito ay umabot sa 2.42. Ang hiyas na ito ay isa sa ilang mga materyales sa Earth na ang refractive index ay lumampas sa 2. Ito ay dahil sa kristal na istraktura nito at ang malaking pagkalat ng mga light ray. Ang faceting ay may kaunting papel sa mga pagbabago sa halaga ng talahanayan.

Relatibong tagapagpahiwatig

Ang kamag-anak na tagapagpahiwatig para sa ilang mga kapaligiran ay maaaring mailalarawan bilang mga sumusunod:

• - ang refractive index ng salamin na may kaugnayan sa tubig ay humigit-kumulang 1.18;
• - ang refractive index ng parehong materyal na may kaugnayan sa hangin ay katumbas ng 1.5;
• - refractive index na may kaugnayan sa alkohol - 1.1.

Ang pagsukat ng tagapagpahiwatig at pagkalkula ng kamag-anak na halaga ay isinasagawa ayon sa isang kilalang algorithm. Upang makahanap ng isang kamag-anak na parameter, kailangan mong hatiin ang isang halaga ng talahanayan sa isa pa. O gumawa ng mga pang-eksperimentong kalkulasyon para sa dalawang kapaligiran, at pagkatapos ay hatiin ang data na nakuha. Ang ganitong mga operasyon ay madalas na isinasagawa sa mga klase sa laboratoryo sa pisika.

Pagpapasiya ng refractive index

Medyo mahirap matukoy ang refractive index ng salamin sa pagsasanay, dahil ang mga instrumento na may mataas na katumpakan ay kinakailangan upang sukatin ang paunang data. Ang anumang error ay tataas, dahil ang pagkalkula ay gumagamit ng mga kumplikadong formula na nangangailangan ng kawalan ng mga error.

Sa pangkalahatan, ang koepisyent na ito ay nagpapakita kung gaano karaming beses ang bilis ng pagpapalaganap ng mga light ray ay bumagal kapag dumadaan sa isang tiyak na balakid. Samakatuwid, ito ay tipikal lamang para sa mga transparent na materyales. Para sa reference na halaga, iyon ay, para sa yunit, ang refractive index ng mga gas ay kinuha. Ginawa ito upang makapagsimula mula sa ilang halaga sa mga kalkulasyon.

Kung ang sunbeam ay bumagsak sa ibabaw ng salamin na may refractive index na katumbas ng halaga ng talahanayan, maaari itong baguhin sa maraming paraan:

• 1. Magdikit ng pelikula sa itaas, kung saan ang refractive index ay mas mataas kaysa sa salamin. Ginagamit ang prinsipyong ito sa tinting ng bintana ng kotse upang mapabuti ang ginhawa ng pasahero at bigyang-daan ang driver na makita ang kalsada nang mas malinaw. Gayundin, ang pelikula ay magpipigil at ultraviolet radiation.
• 2. Kulayan ang salamin ng pintura. Ito ang ginagawa ng mga tagagawa ng murang salaming pang-araw, ngunit magkaroon ng kamalayan na maaari itong makapinsala sa iyong paningin. Sa magagandang modelo, ang mga baso ay agad na ginawang may kulay gamit ang isang espesyal na teknolohiya.
• 3. Ilubog ang baso sa ilang likido. Ito ay kapaki-pakinabang lamang para sa mga eksperimento.

Kung ang light beam ay pumasa mula sa salamin, pagkatapos ay ang refractive index sa susunod na materyal ay kinakalkula gamit ang kamag-anak na koepisyent, na maaaring makuha sa pamamagitan ng paghahambing ng mga tabular na halaga sa bawat isa. Ang mga kalkulasyon na ito ay napakahalaga sa disenyo ng mga optical system na nagdadala ng praktikal o eksperimentong pagkarga. Hindi pinahihintulutan ang mga error dito, dahil magiging sanhi ito ng malfunction ng buong device, at pagkatapos ay walang silbi ang anumang data na natanggap kasama nito.

Upang matukoy ang bilis ng liwanag sa salamin na may refractive index, kailangan mong hatiin ang absolute value ng bilis sa vacuum sa refractive index. Ang vacuum ay ginagamit bilang isang sanggunian na daluyan, dahil ang repraksyon ay hindi kumikilos doon dahil sa kawalan ng anumang mga sangkap na maaaring makagambala sa walang hadlang na paggalaw ng mga sinag ng liwanag sa isang partikular na tilapon.

Sa anumang mga kalkuladong indicator, ang bilis ay magiging mas mababa kaysa sa reference medium, dahil ang refractive index ay palaging mas malaki kaysa sa isa.

Sa kursong pisika ng ika-8 baitang, nakilala mo ang kababalaghan ng light refraction. Ngayon alam mo na na ang ilaw ay mga electromagnetic wave ng isang tiyak na hanay ng frequency. Batay sa kaalaman tungkol sa likas na katangian ng liwanag, mauunawaan mo ang pisikal na sanhi ng repraksyon at ipaliwanag ang maraming iba pang mga light phenomena na nauugnay dito.

kanin. 141. Ang pagpasa mula sa isang daluyan patungo sa isa pa, ang sinag ay na-refracted, ibig sabihin, nagbabago ang direksyon ng pagpapalaganap

Ayon sa batas ng light refraction (Fig. 141):

• rays incident, refracted at perpendicular na iginuhit sa interface sa pagitan ng dalawang media sa punto ng insidente ng beam ay nasa parehong eroplano; ang ratio ng sine ng anggulo ng saklaw sa sine ng anggulo ng repraksyon ay isang pare-parehong halaga para sa dalawang media na ito

kung saan ang n 21 ay ang relative refractive index ng pangalawang medium na may kaugnayan sa una.

Kung ang sinag ay pumasa sa anumang daluyan mula sa isang vacuum, kung gayon

kung saan ang n ay ang absolute refractive index (o simpleng refractive index) ng pangalawang medium. Sa kasong ito, ang unang "kapaligiran" ay vacuum, ang ganap na index na kung saan ay kinuha bilang isa.

Ang batas ng light refraction ay natuklasan sa empirically ng Dutch scientist na si Willebord Snellius noong 1621. Ang batas ay nabuo sa isang treatise sa optika, na natagpuan sa mga papeles ng siyentipiko pagkatapos ng kanyang kamatayan.

Matapos ang pagtuklas ng Snell, ilang mga siyentipiko ang naglagay ng hypothesis na ang repraksyon ng liwanag ay dahil sa pagbabago sa bilis nito kapag ito ay dumaan sa hangganan ng dalawang media. Ang bisa ng hypothesis na ito ay kinumpirma ng mga teoretikal na patunay na isinagawa nang nakapag-iisa ng French mathematician na si Pierre Fermat (noong 1662) at ng Dutch physicist na si Christian Huygens (noong 1690). Sa magkaibang mga landas nakarating sila sa parehong resulta, na nagpapatunay na

• ang ratio ng sine ng anggulo ng saklaw sa sine ng anggulo ng repraksyon ay isang pare-parehong halaga para sa dalawang media na ito, katumbas ng ratio ng mga bilis ng liwanag sa mga media na ito:

(3)

Mula sa equation (3) ito ay sumusunod na kung ang anggulo ng repraksyon β ay mas mababa kaysa sa anggulo ng saklaw a, kung gayon ang liwanag ng isang ibinigay na frequency sa pangalawang daluyan ay lumalaganap nang mas mabagal kaysa sa una, ibig sabihin, V 2

Ang kaugnayan ng mga dami na kasama sa equation (3) ay nagsilbing isang magandang dahilan para sa paglitaw ng isa pang pagbabalangkas ng kahulugan ng kamag-anak na refractive index:

• ang kamag-anak na refractive index ng pangalawang medium na nauugnay sa una ay isang pisikal na dami na katumbas ng ratio ng mga bilis ng liwanag sa mga media na ito:

n 21 \u003d v 1 / v 2 (4)

Hayaang dumaan ang isang sinag ng liwanag mula sa vacuum patungo sa ilang medium. Ang pagpapalit ng v1 sa equation (4) ng bilis ng liwanag sa vacuum c, at v 2 ng bilis ng liwanag sa isang medium v, nakuha namin ang equation (5), na siyang kahulugan ng absolute refractive index:

• ang absolute refractive index ng isang medium ay isang pisikal na dami na katumbas ng ratio ng bilis ng liwanag sa vacuum sa bilis ng liwanag sa isang partikular na medium:

Ayon sa mga equation (4) at (5), ang n 21 ay nagpapakita kung gaano karaming beses ang bilis ng liwanag ay nagbabago kapag ito ay pumasa mula sa isang medium patungo sa isa pa, at n - kapag ito ay pumasa mula sa vacuum patungo sa isang medium. Ito ang pisikal na kahulugan ng mga refractive index.

Ang halaga ng absolute refractive index n ng anumang substance ay mas malaki kaysa sa pagkakaisa (ito ay kinukumpirma ng data na nakapaloob sa mga talahanayan ng mga pisikal na sangguniang libro). Pagkatapos, ayon sa equation (5), c/v > 1 at c > v, ibig sabihin, ang bilis ng liwanag sa anumang substance ay mas mababa kaysa sa bilis ng liwanag sa vacuum.

Nang hindi nagbibigay ng mahigpit na mga katwiran (ang mga ito ay masalimuot at masalimuot), tandaan namin na ang dahilan ng pagbaba sa bilis ng liwanag sa panahon ng paglipat nito mula sa vacuum patungo sa bagay ay ang pakikipag-ugnayan ng isang light wave na may mga atomo at molekula ng bagay. Kung mas malaki ang optical density ng substance, mas malakas ang interaksyon na ito, mas mababa ang bilis ng liwanag at mas malaki ang refractive index. Kaya, ang bilis ng liwanag sa isang daluyan at ang ganap na refractive index ay tinutukoy ng mga katangian ng daluyan na ito.

Ayon sa mga numerical na halaga ng mga refractive na indeks ng mga sangkap, maaaring ihambing ng isa ang kanilang mga optical density. Halimbawa, ang mga refractive index ng iba't ibang uri ng salamin ay mula 1.470 hanggang 2.040, habang ang refractive index ng tubig ay 1.333. Nangangahulugan ito na ang salamin ay isang optically denser medium kaysa sa tubig.

Bumaling tayo sa Figure 142, sa tulong kung saan maaari nating ipaliwanag kung bakit, sa hangganan ng dalawang media, na may pagbabago sa bilis, ang direksyon ng pagpapalaganap ng isang light wave ay nagbabago din.

kanin. 142. Kapag ang mga magagaan na alon ay dumaan mula sa hangin patungo sa tubig, ang bilis ng liwanag ay bumababa, ang harap ng alon, at kasama nito ang bilis nito, nagbabago ng direksyon

Ang figure ay nagpapakita ng isang liwanag na alon na dumadaan mula sa hangin patungo sa tubig at insidente sa interface sa pagitan ng mga media sa isang anggulo a. Sa hangin, ang liwanag ay kumakalat sa bilis na v 1 , at sa tubig sa mas mabagal na bilis v 2 .

Ang punto A ng alon ay unang umabot sa hangganan. Sa loob ng isang yugto ng panahon Δt, point B, na gumagalaw sa hangin sa parehong bilis v 1, ay aabot sa punto B. "Sa parehong oras, ang point A, na gumagalaw sa tubig sa mas mababang bilis na v 2, ay sasaklaw sa mas maikling distansya , umabot lamang sa punto A". Sa kasong ito, ang tinatawag na wave front A "B" sa tubig ay iikot sa isang tiyak na anggulo na may paggalang sa harap ng AB wave sa hangin. At ang velocity vector (na palaging patayo sa harap ng alon at kasabay ng direksyon ng pagpapalaganap nito) ay umiikot, papalapit sa tuwid na linya OO", patayo sa interface sa pagitan ng media. Sa kasong ito, ang anggulo ng repraksyon β ay lumalabas na mas mababa sa anggulo ng saklaw na α. Ganito nangyayari ang repraksyon ng liwanag.

Makikita rin sa figure na kapag pumasa sa ibang medium at pinihit ang harap ng alon, nagbabago rin ang wavelength: kapag pumasa sa isang optically denser medium, bumababa ang bilis, bumababa rin ang wavelength (λ 2< λ 1). Это согласуется и с известной вам формулой λ = V/v, из которой следует, что при неизменной частоте v (которая не зависит от плотности среды и поэтому не меняется при переходе луча из одной среды в другую) уменьшение скорости распространения волны сопровождается пропорциональным уменьшением длины волны.

Mga tanong

1. Alin sa dalawang substance ang optically denser?
2. Paano tinutukoy ang mga refractive index sa mga tuntunin ng bilis ng liwanag sa media?
3. Saan pinakamabilis na naglalakbay ang liwanag?
4. Ano ang pisikal na dahilan ng pagbaba ng bilis ng liwanag kapag ito ay pumasa mula sa vacuum patungo sa isang medium o mula sa isang medium na may mas mababang optical density sa isang medium na may mas mataas na isa?
5. Ano ang tumutukoy (i.e., ano ang kanilang nakasalalay) sa ganap na refractive index ng daluyan at ang bilis ng liwanag sa loob nito?
6. Ipaliwanag kung ano ang inilalarawan ng Figure 142.

Isang ehersisyo

Bumaling tayo sa isang mas detalyadong pagsasaalang-alang ng refractive index na ipinakilala natin sa § 81 kapag bumubuo ng batas ng repraksyon.

Ang refractive index ay nakasalalay sa mga optical na katangian at ang daluyan kung saan bumagsak ang sinag at ang daluyan kung saan ito tumagos. Ang refractive index na nakuha kapag ang liwanag mula sa vacuum ay bumagsak sa isang medium ay tinatawag na absolute refractive index ng medium na ito.

kanin. 184. Relatibong refractive index ng dalawang media:

Hayaang ang absolute refractive index ng unang medium ay at ang pangalawang medium - . Isinasaalang-alang ang repraksyon sa hangganan ng una at pangalawang media, tinitiyak namin na ang refractive index sa panahon ng paglipat mula sa unang medium hanggang sa pangalawa, ang tinatawag na relative refractive index, ay katumbas ng ratio ng absolute refractive index ng pangalawa at unang media:

(Larawan 184). Sa kabaligtaran, kapag dumadaan mula sa pangalawang daluyan hanggang sa una, mayroon kaming isang kamag-anak na refractive index

Ang itinatag na koneksyon sa pagitan ng kamag-anak na refractive index ng dalawang media at ang kanilang ganap na refractive na mga indeks ay maaari ding makuha sa teorya, nang walang mga bagong eksperimento, tulad ng magagawa para sa batas ng reversibility (§ 82),

Ang isang medium na may mas mataas na refractive index ay sinasabing optically denser. Karaniwang sinusukat ang refractive index ng iba't ibang media na may kaugnayan sa hangin. Ang absolute refractive index ng hangin ay . Kaya, ang absolute refractive index ng anumang medium ay nauugnay sa refractive index nito na may kaugnayan sa hangin sa pamamagitan ng formula

Talahanayan 6. Refractive index ng iba't ibang substance na may kaugnayan sa hangin

Ang refractive index ay nakasalalay sa wavelength ng liwanag, iyon ay, sa kulay nito. Ang iba't ibang kulay ay tumutugma sa iba't ibang mga indeks ng repraktibo. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito, na tinatawag na dispersion, ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa optika. Tatalakayin natin ang hindi pangkaraniwang bagay na ito nang paulit-ulit sa mga susunod na kabanata. Ang data na ibinigay sa talahanayan. 6, sumangguni sa dilaw na ilaw.

Ito ay kagiliw-giliw na tandaan na ang batas ng pagmuni-muni ay maaaring pormal na nakasulat sa parehong anyo ng batas ng repraksyon. Alalahanin na napagkasunduan naming palaging sukatin ang mga anggulo mula sa patayo sa kaukulang ray. Samakatuwid, dapat nating isaalang-alang ang anggulo ng saklaw at ang anggulo ng pagmuni-muni upang magkaroon ng magkasalungat na mga palatandaan, i.e. ang batas ng pagninilay ay maaaring isulat bilang

Kung ikukumpara ang (83.4) sa batas ng repraksyon, makikita natin na ang batas ng pagninilay ay maaaring ituring bilang isang espesyal na kaso ng batas ng repraksyon sa . Ang pormal na pagkakatulad na ito sa pagitan ng mga batas ng pagmuni-muni at repraksyon ay may malaking pakinabang sa paglutas ng mga praktikal na problema.

Sa nakaraang pagtatanghal, ang refractive index ay may kahulugan ng isang pare-pareho ng daluyan, na independiyente sa intensity ng liwanag na dumadaan dito. Ang ganitong interpretasyon ng refractive index ay medyo natural; gayunpaman, sa kaso ng mataas na intensity ng radiation na makakamit gamit ang mga modernong laser, hindi ito makatwiran. Ang mga katangian ng daluyan kung saan dumadaan ang malakas na light radiation, sa kasong ito, ay nakasalalay sa intensity nito. Tulad ng sinasabi nila, ang medium ay nagiging non-linear. Ang nonlinearity ng medium ay nagpapakita mismo, sa partikular, sa katotohanan na ang isang light wave ng mataas na intensity ay nagbabago sa refractive index. Ang pag-asa ng refractive index sa intensity ng radiation ay may anyo

Dito, ay ang karaniwang refractive index, a ay ang non-linear refractive index, at ang proportionality factor. Ang karagdagang termino sa formula na ito ay maaaring maging positibo o negatibo.

Ang mga kamag-anak na pagbabago sa refractive index ay medyo maliit. Sa non-linear refractive index. Gayunpaman, kahit na ang mga maliliit na pagbabago sa refractive index ay kapansin-pansin: ipinakikita nila ang kanilang mga sarili sa isang kakaibang kababalaghan ng pagtutok sa sarili ng liwanag.

Isaalang-alang ang isang medium na may positibong nonlinear refractive index. Sa kasong ito, ang mga lugar ng tumaas na intensity ng liwanag ay sabay-sabay na mga lugar ng tumaas na refractive index. Karaniwan, sa totoong laser radiation, ang pamamahagi ng intensity sa cross section ng beam ay hindi pare-pareho: ang intensity ay maximum sa kahabaan ng axis at maayos na bumababa patungo sa mga gilid ng beam, tulad ng ipinapakita sa Fig. 185 solid na kurba. Ang isang katulad na pamamahagi ay naglalarawan din ng pagbabago sa refractive index sa ibabaw ng cross section ng isang cell na may nonlinear medium, kasama ang axis kung saan ang laser beam ay nagpapalaganap. Ang refractive index, na pinakamalaki sa kahabaan ng cell axis, ay unti-unting bumababa patungo sa mga dingding nito (mga putol-putol na kurba sa Fig. 185).

Ang isang sinag ng mga sinag na umuusbong mula sa laser parallel sa axis, na bumabagsak sa isang medium na may variable na refractive index, ay pinalihis sa direksyon kung saan ito ay mas malaki. Samakatuwid, ang isang pagtaas ng intensity sa paligid ng OSP cell ay humahantong sa isang konsentrasyon ng mga light ray sa rehiyon na ito, na ipinapakita sa eskematiko sa mga cross section at sa Fig. 185, at ito ay humahantong sa karagdagang pagtaas sa . Sa huli, ang epektibong cross section ng isang light beam na dumadaan sa isang nonlinear medium ay bumaba nang malaki. Ang liwanag ay dumadaan na parang sa isang makitid na channel na may mas mataas na refractive index. Kaya, ang laser beam ay makitid, at ang nonlinear medium ay kumikilos bilang isang converging lens sa ilalim ng pagkilos ng matinding radiation. Ang kababalaghang ito ay tinatawag na self-focusing. Maaari itong maobserbahan, halimbawa, sa likidong nitrobenzene.

kanin. 185. Pamamahagi ng intensity ng radiation at refractive index sa cross section ng laser beam sa pasukan sa cuvette (a), malapit sa input end (), sa gitna (), malapit sa output end ng cuvette ()

Pagpapasiya ng refractive index ng transparent solids

At mga likido

Mga instrumento at accessories: isang mikroskopyo na may light filter, isang plane-parallel plate na may markang AB sa anyo ng isang krus; refractometer brand "RL"; hanay ng mga likido.

Layunin: matukoy ang mga refractive index ng salamin at likido.

Pagpapasiya ng refractive index ng salamin gamit ang isang mikroskopyo

Upang matukoy ang refractive index ng isang transparent na solid, isang plane-parallel plate na gawa sa materyal na ito na may marka ay ginagamit.

Ang marka ay binubuo ng dalawang magkaparehong patayo na mga gasgas, ang isa ay (A) ay inilapat sa ibaba, at ang pangalawa (B) - sa tuktok na ibabaw ng plato. Ang plato ay iluminado ng monochromatic light at sinusuri sa ilalim ng mikroskopyo. Sa
kanin. Ang 4.7 ay nagpapakita ng isang seksyon ng sinisiyasat na plato sa pamamagitan ng isang patayong eroplano.

Ang mga sinag AD at AE pagkatapos ng repraksyon sa interface ng salamin-hangin ay pumupunta sa mga direksyon na DD1 at EE1 at nahuhulog sa layunin ng mikroskopyo.

Ang isang tagamasid na tumitingin sa plato mula sa itaas ay nakikita ang punto A sa intersection ng pagpapatuloy ng mga sinag na DD1 at EE1, i.e. sa punto C.

Kaya, ang puntong A ay tila sa tagamasid na matatagpuan sa punto C. Hanapin natin ang kaugnayan sa pagitan ng refractive index n ng materyal na plato, ang kapal d at ang maliwanag na kapal d1 ng plato.

4.7 makikita na ang VD \u003d BCtgi, BD \u003d ABtgr, mula saan

tgi/tgr = AB/BC,

kung saan ang AB = d ay ang kapal ng plato; BC = d1 maliwanag na kapal ng plato.

Kung ang mga anggulo i at r ay maliit, kung gayon

Sini/Sinr = tgi/tgr, (4.5)

mga. Sini/Sinr = d/d1.

Isinasaalang-alang ang batas ng light refraction, nakuha namin

Ang pagsukat ng d/d1 ay ginawa gamit ang isang mikroskopyo.

Ang optical scheme ng mikroskopyo ay binubuo ng dalawang sistema: isang sistema ng pagmamasid, na kinabibilangan ng isang layunin at isang eyepiece na naka-mount sa isang tubo, at isang sistema ng pag-iilaw, na binubuo ng isang salamin at isang naaalis na light filter. Ang pagtutok ng imahe ay isinasagawa sa pamamagitan ng pag-ikot ng mga hawakan na matatagpuan sa magkabilang panig ng tubo.

Sa axis ng kanang hawakan mayroong isang disk na may sukat ng paa.

Ang pagbabasa ng b sa paa na nauugnay sa nakapirming pointer ay tumutukoy sa distansya h mula sa layunin hanggang sa yugto ng mikroskopyo:

Ang coefficient k ay nagpapahiwatig sa kung anong taas ang gumagalaw na tube ng mikroskopyo kapag ang hawakan ay pinaikot ng 1°.

Ang diameter ng layunin sa setup na ito ay maliit kumpara sa distansya h, kaya ang pinakalabas na sinag na pumapasok sa layunin ay bumubuo ng isang maliit na anggulo i na may optical axis ng mikroskopyo.

Ang anggulo ng repraksyon r ng liwanag sa plato ay mas mababa sa anggulo i, i.e. ay maliit din, na tumutugma sa kondisyon (4.5).

Order sa trabaho

1. Ilagay ang plato sa entablado ng mikroskopyo upang ang punto ng intersection ng mga stroke A at B (tingnan ang Fig.

Repraktibo index

4.7) ay nasa larangan ng pagtingin.

2. Paikutin ang hawakan ng mekanismo ng pag-aangat upang itaas ang tubo sa tuktok na posisyon.

3. Pagtingin sa eyepiece, dahan-dahang ibaba ang microscope tube sa pamamagitan ng pag-ikot ng handle hanggang sa isang malinaw na imahe ng scratch B, na inilapat sa itaas na ibabaw ng plato, ay nakuha sa larangan ng view. Itala ang indikasyon b1 ng paa, na proporsyonal sa distansya h1 mula sa layunin ng mikroskopyo hanggang sa tuktok na gilid ng plato: h1 = kb1 (Fig.

4. Ipagpatuloy ang pagbaba ng tubo nang maayos hanggang sa makuha ang isang malinaw na imahe ng scratch A, na sa tingin ng nagmamasid ay matatagpuan sa punto C. Magtala ng bagong pagbasa b2 ng limbus. Ang distansya h1 mula sa layunin hanggang sa itaas na ibabaw ng plato ay proporsyonal sa b2:
h2 = kb2 (Larawan 4.8, b).

Ang mga distansya mula sa mga punto B at C hanggang sa lens ay pantay, dahil ang tagamasid ay nakikita ang mga ito nang pantay na malinaw.

Ang displacement ng tube h1-h2 ay katumbas ng maliwanag na kapal ng plato (Fig.

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

5. Sukatin ang kapal ng plato d sa intersection ng mga stroke. Upang gawin ito, maglagay ng auxiliary glass plate 2 sa ilalim ng test plate 1 (Fig. 4.9) at ibaba ang microscope tube hanggang sa madikit ang lens (bahagyang) sa test plate. Pansinin ang indikasyon ng paa a1. Alisin ang plato na pinag-aaralan at ibaba ang tubo ng mikroskopyo hanggang sa mahawakan ng layunin ang plato 2.

Indikasyon ng tala a2.

Kasabay nito, ang layunin ng mikroskopyo ay bababa sa isang taas na katumbas ng kapal ng plato sa ilalim ng pag-aaral, i.e.

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

6. Kalkulahin ang refractive index ng plate material gamit ang formula

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

7. Ulitin ang lahat ng mga sukat sa itaas 3-5 beses, kalkulahin ang average na halaga n, ganap at kamag-anak na mga error rn at rn/n.

Pagpapasiya ng refractive index ng mga likido gamit ang isang refractometer

Ang mga instrumento na ginagamit upang matukoy ang mga refractive index ay tinatawag na refractometers.

Pangkalahatang view at optical scheme ng RL refractometer ay ipinapakita sa fig. 4.10 at 4.11.

Ang pagsukat ng refractive index ng mga likido gamit ang isang RL refractometer ay batay sa hindi pangkaraniwang bagay ng repraksyon ng liwanag na dumaan sa interface sa pagitan ng dalawang media na may magkaibang mga indeks ng repraktibo.

Banayad na sinag (Fig.

4.11) mula sa isang pinagmulan 1 (isang maliwanag na lampara o nagkakalat na liwanag ng araw) sa tulong ng isang salamin 2 ay nakadirekta sa pamamagitan ng isang bintana sa pabahay ng instrumento papunta sa isang double prism na binubuo ng mga prism 3 at 4, na gawa sa salamin na may refractive index ng 1.540.

Ibabaw ng AA ng itaas na prisma ng pag-iilaw 3 (Fig.

4.12, a) ay matte at nagsisilbing ilawan ang likido na may diffused light na idineposito sa isang manipis na layer sa puwang sa pagitan ng prisms 3 at 4. Ang liwanag na nakakalat ng matte na ibabaw 3 ay dumadaan sa isang plane-parallel na layer ng likido na pinag-aaralan at nahuhulog sa dayagonal na mukha ng paputok ng ibabang prisma 4 sa ilalim ng iba't ibang
ang mga anggulo i mula sa zero hanggang 90°.

Upang maiwasan ang hindi pangkaraniwang bagay ng kabuuang panloob na pagmuni-muni ng liwanag sa sumasabog na ibabaw, ang refractive index ng sinisiyasat na likido ay dapat na mas mababa kaysa sa refractive index ng baso ng prisma 4, i.e.

mas mababa sa 1,540.

Ang sinag ng liwanag na may anggulo ng saklaw na 90° ay tinatawag na gliding beam.

Ang sliding beam, refracted sa liquid-glass interface, ay mapupunta sa prism 4 sa limitasyon ng anggulo ng repraksyon r atbp< 90о.

Ang repraksyon ng isang sliding beam sa punto D (tingnan ang Figure 4.12, a) ay sumusunod sa batas

nst / nzh \u003d sinipr / sinrpr (4.11)

o nzh = nstsinrpr, (4.12)

since sinipr = 1.

Sa ibabaw ng BC ng prism 4, ang mga light ray ay muling na-refract at pagkatapos

Sini¢pr/sinr¢pr = 1/ nst, (4.13)

r¢pr+i¢pr = i¢pr =a , (4.14)

kung saan ang a ay ang refracting beam ng prism 4.

Sama-samang paglutas ng sistema ng mga equation (4.12), (4.13), (4.14), makakakuha tayo ng isang formula na nag-uugnay sa refractive index nzh ng likidong pinag-aaralan sa nililimitahan ang anggulo ng repraksyon r'pr ng sinag na lumabas mula sa prisma 4:

Kung ang isang spotting scope ay inilagay sa landas ng mga sinag na lumalabas mula sa prisma 4, kung gayon ang ibabang bahagi ng larangan ng pagtingin nito ay maiilaw, at ang itaas na bahagi ay madilim. Ang interface sa pagitan ng liwanag at madilim na mga patlang ay nabuo sa pamamagitan ng mga sinag na may limitadong anggulo ng repraksyon r¢pr. Walang mga sinag na may anggulo ng repraksyon na mas maliit sa r¢pr sa sistemang ito (Fig.

Ang halaga ng r¢pr, samakatuwid, at ang posisyon ng hangganan ng chiaroscuro ay nakasalalay lamang sa refractive index nzh ng likidong pinag-aaralan, dahil ang nst at a ay mga pare-parehong halaga sa device na ito.

Alam ang nst, a at r¢pr, posibleng kalkulahin ang nzh gamit ang formula (4.15). Sa pagsasagawa, ang formula (4.15) ay ginagamit upang i-calibrate ang refractometer scale.

Sa iskala 9 (tingnan

kanin. 4.11), ang mga halaga ng refractive index para sa ld = 5893 Å ay naka-plot sa kaliwa. Sa harap ng eyepiece 10 - 11 ay may plate 8 na may marka (--).

Sa pamamagitan ng paggalaw ng eyepiece kasama ang plate 8 sa kahabaan ng sukat, posible na makamit ang pagkakahanay ng marka sa linya ng paghahati sa pagitan ng madilim at maliwanag na larangan ng view.

Ang dibisyon ng nagtapos na sukat 9, na kasabay ng marka, ay nagbibigay ng halaga ng refractive index nzh ng likido sa ilalim ng pag-aaral. Ang layunin 6 at eyepiece 10-11 ay bumubuo ng isang teleskopyo.

Binabago ng rotary prism 7 ang takbo ng beam, na idinidirekta ito sa eyepiece.

Dahil sa pagpapakalat ng salamin at ang likido sa ilalim ng pag-aaral, sa halip na isang malinaw na paghahati ng linya sa pagitan ng madilim at maliwanag na mga patlang, kapag sinusunod sa puting liwanag, isang iridescent na guhit ay nakuha. Upang alisin ang epektong ito, ang dispersion compensator 5 ay naka-install sa harap ng lens ng teleskopyo. Ang pangunahing bahagi ng compensator ay isang prisma, na kung saan ay nakadikit mula sa tatlong prisms at maaaring paikutin na may kaugnayan sa axis ng teleskopyo.

Ang mga refractive na anggulo ng prism at ang kanilang materyal ay pinili upang ang dilaw na liwanag na may wavelength ld = 5893 Å ay dumaan sa kanila nang walang repraksyon. Kung ang isang compensatory prism ay naka-install sa landas ng mga kulay na sinag upang ang pagpapakalat nito ay pantay sa magnitude, ngunit kabaligtaran sa sign sa pagpapakalat ng pagsukat ng prisma at ang likido, kung gayon ang kabuuang pagpapakalat ay magiging katumbas ng zero. Sa kasong ito, ang sinag ng liwanag na sinag ay magtitipon sa isang puting sinag, ang direksyon kung saan tumutugma sa direksyon ng nililimitahan na dilaw na sinag.

Kaya, kapag ang compensatory prism ay umiikot, ang kulay ng lilim ng kulay ay tinanggal. Kasama ang prism 5, ang dispersion limb 12 ay umiikot sa nakapirming pointer (tingnan ang Fig. 4.10). Ang anggulo ng pag-ikot ng Z ng paa ay ginagawang posible upang hatulan ang halaga ng average na pagpapakalat ng sinisiyasat na likido.

Ang dial scale ay dapat na nagtapos. Ang iskedyul ay naka-attach sa pag-install.

Order sa trabaho

1. Itaas ang prism 3, ilagay ang 2-3 patak ng test liquid sa ibabaw ng prism 4 at ibaba ang prism 3 (tingnan ang Fig. 4.10).

3. Gamit ang ocular aiming, makamit ang isang matalas na imahe ng sukat at ang interface sa pagitan ng mga field ng view.

4. Pagpihit sa hawakan 12 ng compensator 5, sirain ang kulay na kulay ng interface sa pagitan ng mga field ng view.

Ilipat ang eyepiece sa kahabaan ng sukat, ihanay ang marka (—-) sa hangganan ng madilim at maliwanag na mga field at itala ang halaga ng liquid index.

6. Siyasatin ang iminungkahing hanay ng mga likido at suriin ang error sa pagsukat.

7. Pagkatapos ng bawat pagsukat, punasan ang ibabaw ng prisms gamit ang filter na papel na binasa sa distilled water.

mga tanong sa pagsusulit

Pagpipilian 1

Tukuyin ang absolute at relative refractive index ng isang medium.

2. Iguhit ang landas ng mga sinag sa pamamagitan ng interface ng dalawang media (n2> n1, at n2< n1).

3. Kumuha ng relasyon na nag-uugnay sa refractive index n sa kapal d at sa maliwanag na kapal d¢ ng plato.

4. Gawain. Ang paglilimita ng anggulo ng kabuuang panloob na pagmuni-muni para sa ilang sangkap ay 30°.

Hanapin ang refractive index ng substance na ito.

Sagot: n=2.

Opsyon 2

1. Ano ang phenomenon ng total internal reflection?

2. Ilarawan ang disenyo at prinsipyo ng pagpapatakbo ng RL-2 refractometer.

3. Ipaliwanag ang papel ng compensator sa isang refractometer.

4. Gawain. Ang isang bumbilya ay ibinababa mula sa gitna ng isang bilog na balsa hanggang sa lalim na 10 m. Hanapin ang pinakamababang radius ng balsa, habang walang isang sinag mula sa bombilya ang dapat umabot sa ibabaw.

Sagot: R = 11.3 m.

REFRACTIVE INDEX, o REFRACTIVE COEFFICIENT, ay isang abstract na numero na nagpapakilala sa repraktibo na kapangyarihan ng isang transparent na medium. Ang refractive index ay tinutukoy ng Latin na titik na π at tinukoy bilang ang ratio ng sine ng anggulo ng saklaw sa sine ng anggulo ng repraksyon ng isang sinag na pumapasok mula sa isang void patungo sa isang naibigay na transparent na medium:

n = sin α/sin β = const o bilang ratio ng bilis ng liwanag sa isang void sa bilis ng liwanag sa isang naibigay na transparent na medium: n = c/νλ mula sa void hanggang sa ibinigay na transparent na medium.

Ang refractive index ay itinuturing na isang sukatan ng optical density ng isang medium

Ang refractive index na tinutukoy sa ganitong paraan ay tinatawag na absolute refractive index, sa kaibahan sa relative refractive index.

e. nagpapakita kung gaano karaming beses bumagal ang bilis ng pagpapalaganap ng liwanag kapag pumasa ang refractive index nito, na tinutukoy ng ratio ng sine ng anggulo ng saklaw sa sine ng anggulo ng repraksyon kapag ang sinag ay pumasa mula sa isang medium ng isa density sa isang medium ng isa pang density. Ang relative refractive index ay katumbas ng ratio ng absolute refractive index: n = n2/n1, kung saan ang n1 at n2 ay ang absolute refractive index ng una at pangalawang media.

Ang absolute refractive index ng lahat ng mga katawan - solid, likido at gas - ay mas malaki kaysa sa isa at saklaw mula 1 hanggang 2, na lumalampas sa halaga ng 2 lamang sa mga bihirang kaso.

Ang refractive index ay nakasalalay sa parehong mga katangian ng daluyan at sa haba ng daluyong ng liwanag at tumataas sa pagbaba ng haba ng daluyong.

Samakatuwid, ang isang index ay itinalaga sa titik p, na nagpapahiwatig kung aling wavelength ang tinutukoy ng indicator.

REFRACTIVE INDEX

Halimbawa, para sa TF-1 glass, ang refractive index sa pulang bahagi ng spectrum ay nC=1.64210, at sa violet na bahagi nG’=1.67298.

Mga indeks ng repraktibo ng ilang mga transparent na katawan

Air - 1.000292

Tubig - 1,334

Eter - 1,358

Ethyl alcohol - 1.363

Glycerin - 1, 473

Organikong baso (plexiglass) - 1, 49

Benzene - 1.503

(Crown glass - 1.5163

Fir (Canadian), balsamo 1.54

Mabigat na salamin sa korona - 1, 61 26

Flint glass - 1.6164

Carbon disulfide - 1.629

Glass heavy flint - 1, 64 75

Monobromonaphthalene - 1.66

Ang salamin ay ang pinakamabigat na flint - 1.92

Brilyante - 2.42

Ang pagkakaiba sa refractive index para sa iba't ibang bahagi ng spectrum ay ang sanhi ng chromatism, i.e.

agnas ng puting liwanag kapag ito ay dumaan sa mga bahagi ng repraksyon - mga lente, prisma, atbp.

Lab #41

Pagpapasiya ng refractive index ng mga likido gamit ang isang refractometer

Ang layunin ng trabaho: pagpapasiya ng refractive index ng mga likido sa pamamagitan ng paraan ng kabuuang panloob na pagmuni-muni gamit ang isang refractometer IRF-454B; pag-aaral ng pag-asa ng refractive index ng solusyon sa konsentrasyon nito.

Paglalarawan ng Pag-install

Kapag ang di-monochromatic na ilaw ay na-refracted, ito ay nabubulok sa mga kulay ng bahagi sa isang spectrum.

Ang kababalaghan na ito ay dahil sa pag-asa ng refractive index ng isang substance sa frequency (wavelength) ng liwanag at tinatawag na light dispersion.

Nakaugalian na ipakilala ang repraktibo na kapangyarihan ng isang daluyan sa pamamagitan ng refractive index sa isang wavelength λ \u003d 589.3 nm (average ng mga wavelength ng dalawang malapit na dilaw na linya sa sodium vapor spectrum).

60. Anong mga pamamaraan para sa pagtukoy ng konsentrasyon ng mga sangkap sa solusyon ang ginagamit sa pagsusuri ng atomic absorption?

Ang refractive index na ito ay tinutukoy nD.

Ang sukat ng pagkakaiba ay ang ibig sabihin ng pagkakaiba, na tinukoy bilang pagkakaiba ( nF-nC), saan nF ay ang refractive index ng isang substance sa isang wavelength λ = 486.1 nm (asul na linya sa hydrogen spectrum), nC ay ang refractive index ng isang substance λ - 656.3 nm (pulang linya sa spectrum ng hydrogen).

Ang repraksyon ng isang sangkap ay nailalarawan sa pamamagitan ng halaga ng kamag-anak na pagpapakalat:
Ang mga handbook ay karaniwang nagbibigay ng kapalit ng kamag-anak na pagpapakalat, i.e.

e.
, saan ay ang dispersion coefficient, o ang Abbe number.

Ang isang apparatus para sa pagtukoy ng refractive index ng mga likido ay binubuo ng isang refractometer IRF-454B na may mga limitasyon sa pagsukat ng tagapagpahiwatig; repraksyon nD sa hanay mula 1.2 hanggang 1.7; pagsubok na likido, mga punasan para sa pagpahid ng mga ibabaw ng prisma.

Refractometer IRF-454B ay isang instrumento sa pagsubok na idinisenyo upang direktang sukatin ang refractive index ng mga likido, gayundin upang matukoy ang average na pagpapakalat ng mga likido sa laboratoryo.

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng aparato IRF-454B batay sa kababalaghan ng kabuuang panloob na pagmuni-muni ng liwanag.

Ang schematic diagram ng device ay ipinapakita sa fig. isa.

Ang inimbestigahang likido ay inilalagay sa pagitan ng dalawang mukha ng prisma 1 at 2. Prism 2 na may mahusay na makintab na mukha AB ay sumusukat, at ang prism 1 ay may matte na mukha PERO1 AT1 - pag-iilaw. Ang mga sinag mula sa isang pinagmumulan ng liwanag ay nahuhulog sa gilid PERO1 Sa1 , refract, mahulog sa isang matte na ibabaw PERO1 AT1 at nakakalat sa ibabaw na ito.

Pagkatapos ay dumaan sila sa layer ng inimbestigahang likido at bumagsak sa ibabaw. AB prisma 2.

Ayon sa batas ng repraksyon
, saan
at ay ang mga anggulo ng repraksyon ng mga sinag sa likido at ang prisma, ayon sa pagkakabanggit.

Habang tumataas ang anggulo ng saklaw
anggulo ng repraksyon tumataas din at umabot sa pinakamataas na halaga nito
, kailan
, t.

e. kapag ang isang sinag sa isang likido ay dumudulas sa ibabaw ng isang ibabaw AB. Kaya naman,
. Kaya, ang mga sinag na lumalabas mula sa prisma 2 ay limitado sa isang tiyak na anggulo
.

Ang mga sinag na nagmumula sa likido patungo sa prisma 2 sa malalaking anggulo ay sumasailalim sa kabuuang panloob na pagmuni-muni sa interface AB at huwag dumaan sa isang prisma.

Ang aparato na isinasaalang-alang ay ginagamit upang pag-aralan ang mga likido, ang refractive index na mas mababa kaysa sa refractive index prism 2, samakatuwid, ang mga sinag ng lahat ng direksyon, na na-refracte sa hangganan ng likido at salamin, ay papasok sa prisma.

Malinaw, ang bahagi ng prisma na naaayon sa mga hindi naililipat na sinag ay magdidilim. Sa teleskopyo 4, na matatagpuan sa landas ng mga sinag na umuusbong mula sa prisma, makikita ng isa ang paghahati ng larangan ng pagtingin sa liwanag at madilim na mga bahagi.

Sa pamamagitan ng pag-on sa sistema ng prisms 1-2, ang hangganan sa pagitan ng liwanag at madilim na mga patlang ay pinagsama sa krus ng mga thread ng eyepiece ng teleskopyo. Ang sistema ng prisms 1-2 ay nauugnay sa isang sukat na naka-calibrate sa mga halaga ng refractive index.

Ang sukat ay matatagpuan sa ibabang bahagi ng field of view ng pipe at, kapag ang seksyon ng field of view ay pinagsama sa cross ng mga thread, ay nagbibigay ng kaukulang halaga ng refractive index ng likido. .

Dahil sa dispersion, ang interface ng field of view sa puting liwanag ay magiging kulay. Upang maalis ang kulay, pati na rin upang matukoy ang average na pagpapakalat ng sangkap ng pagsubok, ginagamit ang compensator 3, na binubuo ng dalawang mga sistema ng nakadikit na direktang mga prism ng paningin (Amici prisms).

Ang mga prisma ay maaaring paikutin nang sabay-sabay sa iba't ibang direksyon gamit ang isang tumpak na rotary mechanical device, sa gayon ay binabago ang intrinsic dispersion ng compensator at inaalis ang kulay ng field of view na naobserbahan sa pamamagitan ng optical system 4. Ang isang drum na may sukat ay konektado sa compensator , na tumutukoy sa dispersion parameter, na nagbibigay-daan sa pagkalkula ng average na dispersion substance.

Order sa trabaho

Ayusin ang aparato upang ang liwanag mula sa pinanggalingan (incandescent lamp) ay pumasok sa nag-iilaw na prisma at nag-iilaw sa field ng view nang pantay-pantay.

2. Buksan ang pagsukat na prisma.

Maglagay ng ilang patak ng tubig sa ibabaw nito gamit ang isang glass rod at maingat na isara ang prisma. Ang puwang sa pagitan ng mga prisma ay dapat na pantay na puno ng isang manipis na layer ng tubig (magbayad ng espesyal na pansin dito).

Gamit ang turnilyo ng device na may sukat, alisin ang kulay ng field of view at kumuha ng matalim na hangganan sa pagitan ng liwanag at anino. I-align ito, sa tulong ng isa pang turnilyo, gamit ang reference cross ng eyepiece ng device. Tukuyin ang refractive index ng tubig sa sukat ng eyepiece hanggang sa pinakamalapit na ikalibo.

Ihambing ang mga nakuhang resulta sa reference data para sa tubig. Kung ang pagkakaiba sa pagitan ng sinusukat at na-tabulated na refractive index ay hindi lalampas sa ± 0.001, kung gayon ang pagsukat ay isinagawa nang tama.

Ehersisyo 1

1. Maghanda ng solusyon ng table salt ( NaCl) na may konsentrasyon na malapit sa limitasyon ng solubility (halimbawa, C = 200 g/litro).

Sukatin ang refractive index ng nagresultang solusyon.

3. Sa pamamagitan ng diluting ang solusyon sa pamamagitan ng isang integer na bilang ng beses, makuha ang dependence ng indicator; repraksyon mula sa konsentrasyon ng solusyon at punan ang talahanayan. isa.

Talahanayan 1

Isang ehersisyo. Paano makukuha lamang sa pamamagitan ng pagbabanto ang konsentrasyon ng solusyon, katumbas ng 3/4 ng maximum (paunang)?

Plot dependency graph n=n(C). Ang karagdagang pagproseso ng pang-eksperimentong data ay dapat isagawa ayon sa direksyon ng guro.

Pagproseso ng pang-eksperimentong data

a) Paraan ng graphic

Mula sa graph matukoy ang slope AT, na sa ilalim ng mga kondisyon ng eksperimento ay mailalarawan ang solute at ang solvent.

2. Tukuyin ang konsentrasyon ng solusyon gamit ang graph NaCl ibinigay ng laboratory assistant.

b) Paraan ng pagsusuri

Kalkulahin sa pamamagitan ng hindi bababa sa mga parisukat PERO, AT at SB.

Ayon sa mga nahanap na halaga PERO at AT tukuyin ang ibig sabihin
konsentrasyon ng solusyon NaCl ibinigay ng laboratory assistant

mga tanong sa pagsusulit

pagpapakalat ng liwanag. Ano ang pagkakaiba sa pagitan ng normal at abnormal na pagpapakalat?

2. Ano ang phenomenon ng total internal reflection?

3. Bakit imposibleng sukatin ang refractive index ng isang likido na mas malaki kaysa sa refractive index ng isang prism gamit ang setup na ito?

4. Bakit ang mukha ng isang prisma PERO1 AT1 gawing matte?

Pagkasira, Index

Sikolohikal na Encyclopedia

Isang paraan upang masuri ang antas ng pagkasira ng isip! mga function na sinusukat ng Wexler-Bellevue test. Ang index ay batay sa obserbasyon na ang antas ng pag-unlad ng ilang mga kakayahan na sinusukat ng pagsubok ay bumababa sa edad, habang ang iba ay hindi.

Index

Sikolohikal na Encyclopedia

- isang index, isang rehistro ng mga pangalan, mga pamagat, atbp Sa sikolohiya - isang digital na tagapagpahiwatig para sa quantifying, characterizing phenomena.

Ano ang nakasalalay sa refractive index ng isang substance?

Index

Sikolohikal na Encyclopedia

1. Karamihan sa pangkalahatang kahulugan: anumang bagay na ginagamit upang markahan, tukuyin, o idirekta; indikasyon, inskripsiyon, palatandaan o simbolo. 2. Isang formula o numero, kadalasang ipinapahayag bilang isang salik, na nagpapakita ng ilang kaugnayan sa pagitan ng mga halaga o sukat, o sa pagitan ng…

Sociability, Index

Sikolohikal na Encyclopedia

Isang katangian na nagpapahayag ng pagiging palakaibigan ng isang tao. Ang isang sociogram, halimbawa, ay nagbibigay, bukod sa iba pang mga sukat, ng pagtatasa ng pagiging sociability ng iba't ibang miyembro ng isang grupo.

Pagpili, Index

Sikolohikal na Encyclopedia

Isang pormula para sa pagsusuri ng kapangyarihan ng isang partikular na pagsubok o test item sa pagkilala sa mga indibidwal mula sa isa't isa.

Pagiging maaasahan, Index

Sikolohikal na Encyclopedia

Isang istatistika na nagbibigay ng isang pagtatantya ng ugnayan sa pagitan ng mga aktwal na halaga na nakuha mula sa pagsubok at ang mga tamang teoretikal na halaga.

Ang index na ito ay ibinibigay bilang halaga ng r, kung saan ang r ay ang kinakalkula na kadahilanan sa kaligtasan.

Kahusayan sa Pagtataya, Index

Sikolohikal na Encyclopedia

Isang sukatan ng lawak kung saan magagamit ang kaalaman tungkol sa isang variable upang gumawa ng mga hula tungkol sa isa pang variable, dahil alam ang ugnayan ng mga variable na iyon. Karaniwan sa simbolikong anyo ito ay ipinahayag bilang E, ang index ay kinakatawan bilang 1 - ((...

Mga Salita, Index

Sikolohikal na Encyclopedia

Isang pangkalahatang termino para sa anumang sistematikong dalas ng paglitaw ng mga salita sa nakasulat at/o sinasalitang wika.

Kadalasan ang mga naturang index ay limitado sa mga partikular na lugar ng linggwistika, halimbawa mga aklat-aralin sa unang baitang, pakikipag-ugnayan ng magulang-anak. Gayunpaman, ang mga pagtatantya ay kilala ...

Mga Istraktura ng Katawan, Index

Sikolohikal na Encyclopedia

Isang pagsukat ng katawan na iminungkahi ni Eysenck batay sa ratio ng taas sa circumference ng dibdib.

Ang mga nasa "normal" na hanay ay tinawag na mga mesomorph, ang mga nasa loob ng karaniwang paglihis o higit sa average ay tinatawag na mga leptomorph, at ang mga nasa loob ng karaniwang paglihis o...

SA LECTURE №24

"Mga INSTRUMENTAL NA PARAAN NG PAGSUSURI"

REFRACTOMETRY.

Panitikan:

1. V.D. Ponomarev "Analytical Chemistry" 1983 246-251

2. A.A. Ishchenko "Analytical Chemistry" 2004 pp 181-184

REFRACTOMETRY.

Ang refractometry ay isa sa pinakasimpleng pisikal na pamamaraan ng pagsusuri, na nangangailangan ng pinakamababang halaga ng analyte at isinasagawa sa napakaikling panahon.

Refractometry- isang paraan batay sa phenomenon ng repraksyon o repraksyon i.e.

pagbabago sa direksyon ng pagpapalaganap ng liwanag kapag dumadaan mula sa isang daluyan patungo sa isa pa.

Ang repraksyon, pati na rin ang pagsipsip ng liwanag, ay bunga ng pakikipag-ugnayan nito sa daluyan.

Ang ibig sabihin ng salitang refractometry pagsukat repraksyon ng liwanag, na tinatantya ng halaga ng refractive index.

Halaga ng refractive index n depende

1) sa komposisyon ng mga sangkap at sistema,

2) mula sa sa anong konsentrasyon at kung anong mga molekula ang nakakatugon sa sinag ng liwanag sa daan nito, dahil

Sa ilalim ng pagkilos ng liwanag, ang mga molekula ng iba't ibang mga sangkap ay polarized sa iba't ibang paraan. Ito ay sa pag-asa na ang refractometric na pamamaraan ay batay.

Ang pamamaraang ito ay may isang bilang ng mga pakinabang, bilang isang resulta kung saan natagpuan ang malawak na aplikasyon kapwa sa pananaliksik sa kemikal at sa kontrol ng mga teknolohikal na proseso.

1) Ang pagsukat ng mga refractive index ay isang napakasimpleng proseso na isinasagawa nang tumpak at may pinakamababang puhunan ng oras at dami ng sangkap.

2) Karaniwan, ang mga refractometer ay nagbibigay ng hanggang 10% na katumpakan sa pagtukoy ng refractive index ng liwanag at ang nilalaman ng analyte

Ang pamamaraan ng refractometry ay ginagamit upang kontrolin ang pagiging tunay at kadalisayan, upang makilala ang mga indibidwal na sangkap, upang matukoy ang istraktura ng mga organiko at hindi organikong compound sa pag-aaral ng mga solusyon.

Ginagamit ang refractometry upang matukoy ang komposisyon ng mga solusyon na may dalawang bahagi at para sa mga ternary system.

Pisikal na batayan ng pamamaraan

REFRACTIVE INDICATOR.

Ang paglihis ng isang sinag ng liwanag mula sa orihinal nitong direksyon kapag ito ay dumaan mula sa isang daluyan patungo sa isa pa ay mas malaki, mas malaki ang pagkakaiba sa bilis ng pagpapalaganap ng liwanag sa dalawa.

mga kapaligirang ito.

Isaalang-alang ang repraksyon ng isang light beam sa hangganan ng alinmang dalawang transparent na media I at II (Tingnan ang Fig.

Bigas.). Sumang-ayon tayo na ang medium II ay may mas malaking repraktibo na kapangyarihan at, samakatuwid, n1 at n2- nagpapakita ng repraksyon ng kaukulang media. Kung ang medium I ay hindi vacuum o hangin, kung gayon ang ratio ng kasalanan ng anggulo ng saklaw ng sinag ng liwanag sa kasalanan ng anggulo ng repraksyon ay magbibigay ng halaga ng kamag-anak na refractive index n rel. Ang halaga ng n rel.

Ano ang refractive index ng salamin? At kailan kailangang malaman?

ay maaari ding tukuyin bilang ratio ng mga refractive index ng media na isinasaalang-alang.

nrel. = —— = —

Ang halaga ng refractive index ay nakasalalay sa

1) ang kalikasan ng mga sangkap

Ang likas na katangian ng isang sangkap sa kasong ito ay tinutukoy ng antas ng deformability ng mga molekula nito sa ilalim ng pagkilos ng liwanag - ang antas ng polarizability.

Kung mas matindi ang polarizability, mas malakas ang repraksyon ng liwanag.

2)wavelength ng liwanag ng insidente

Ang pagsukat ng refractive index ay isinasagawa sa isang light wavelength na 589.3 nm (linya D ng sodium spectrum).

Ang pag-asa ng refractive index sa wavelength ng liwanag ay tinatawag na dispersion.

Ang mas maikli ang wavelength, mas malaki ang repraksyon. Samakatuwid, ang mga sinag ng iba't ibang mga wavelength ay naiiba ang pag-refracte.

3)temperatura kung saan kinukuha ang pagsukat. Ang isang kinakailangan para sa pagtukoy ng refractive index ay ang pagsunod sa rehimen ng temperatura. Karaniwan, ang pagpapasiya ay ginagawa sa 20±0.30C.

Habang tumataas ang temperatura, bumababa ang refractive index, at habang bumababa ang temperatura, tumataas ito..

Ang pagwawasto ng temperatura ay kinakalkula gamit ang sumusunod na formula:

nt=n20+ (20-t) 0.0002, kung saan

nt- paalam refractive index sa isang naibigay na temperatura,

n20 - refractive index sa 200С

Ang epekto ng temperatura sa mga halaga ng mga refractive na indeks ng mga gas at likido ay nauugnay sa mga halaga ng kanilang mga coefficient ng volumetric expansion.

Ang dami ng lahat ng mga gas at likido ay tumataas kapag pinainit, bumababa ang density at, dahil dito, bumababa ang indicator.

Ang refractive index na sinusukat sa 200C at isang light wavelength na 589.3 nm ay ipinahiwatig ng index nD20

Ang pag-asa ng refractive index ng isang homogenous na dalawang-sangkap na sistema sa estado nito ay itinatag sa eksperimento sa pamamagitan ng pagtukoy ng refractive index para sa isang bilang ng mga karaniwang sistema (halimbawa, mga solusyon), ang nilalaman ng mga bahagi kung saan kilala.

4) ang konsentrasyon ng isang sangkap sa isang solusyon.

Para sa maraming may tubig na solusyon ng mga sangkap, ang mga refractive index sa iba't ibang konsentrasyon at temperatura ay mapagkakatiwalaan na nasusukat, at sa mga kasong ito ay maaaring gamitin ang reference data. mga talahanayan ng refractometric.

Ipinapakita ng pagsasanay na kapag ang nilalaman ng dissolved substance ay hindi lalampas sa 10-20%, kasama ang graphical na paraan, sa napakaraming mga kaso posible na gamitin linear equation tulad ng:

n=no+FC,

n- refractive index ng solusyon,

hindi ay ang refractive index ng purong solvent,

C- konsentrasyon ng natunaw na sangkap,%

F-empirical coefficient, ang halaga ng kung saan ay natagpuan

sa pamamagitan ng pagtukoy ng mga refractive index ng mga solusyon ng kilalang konsentrasyon.

MGA REFRACTOMETER.

Ang mga refractometer ay mga device na ginagamit upang sukatin ang refractive index.

Mayroong 2 uri ng mga instrumentong ito: Abbe type refractometer at Pulfrich type. Pareho sa mga iyon at sa iba pa, ang mga sukat ay batay sa pagtukoy sa laki ng paglilimita ng anggulo ng repraksyon. Sa pagsasagawa, ang mga refractometer ng iba't ibang mga sistema ay ginagamit: laboratoryo-RL, unibersal na RLU, atbp.

Ang refractive index ng distilled water n0 = 1.33299, sa pagsasagawa, ang tagapagpahiwatig na ito ay kinuha bilang sanggunian bilang n0 =1,333.

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo sa mga refractometer ay batay sa pagpapasiya ng refractive index sa pamamagitan ng paraan ng paglilimita ng anggulo (ang anggulo ng kabuuang pagmuni-muni ng liwanag).

Refractometer ng kamay

Refractometer Abbe

Ang mga prosesong nauugnay sa liwanag ay isang mahalagang bahagi ng pisika at nakapaligid sa atin saanman sa ating pang-araw-araw na buhay. Ang pinakamahalaga sa sitwasyong ito ay ang mga batas ng pagmuni-muni at repraksyon ng liwanag, kung saan nakabatay ang modernong optika. Ang repraksyon ng liwanag ay isang mahalagang bahagi ng modernong agham.

Epekto ng pagbaluktot

Sasabihin sa iyo ng artikulong ito kung ano ang hindi pangkaraniwang bagay ng light refraction, pati na rin kung ano ang hitsura ng batas ng repraksyon at kung ano ang sumusunod mula dito.

Mga batayan ng isang pisikal na kababalaghan

Kapag nahulog ang isang sinag sa ibabaw na pinaghihiwalay ng dalawang transparent na substance na may magkaibang optical density (halimbawa, magkaibang baso o sa tubig), ang ilan sa mga sinag ay makikita, at ang ilan ay tatagos sa pangalawang istraktura (halimbawa, ito ay magpapalaganap sa tubig o baso). Kapag dumadaan mula sa isang daluyan patungo sa isa pa, ang sinag ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagbabago sa direksyon nito. Ito ang phenomenon ng light refraction.
Ang repleksiyon at repraksyon ng liwanag ay makikita lalo na sa tubig.

epekto ng pagbaluktot ng tubig

Sa pagtingin sa mga bagay sa tubig, tila baluktot ang mga ito. Ito ay lalong kapansin-pansin sa hangganan sa pagitan ng hangin at tubig. Sa paningin, tila ang mga bagay sa ilalim ng tubig ay bahagyang nalihis. Ang inilarawan na pisikal na kababalaghan ay tiyak na dahilan kung bakit ang lahat ng mga bagay ay tila baluktot sa tubig. Kapag tumama ang sinag sa salamin, hindi gaanong kapansin-pansin ang epektong ito.
Ang repraksyon ng liwanag ay isang pisikal na kababalaghan, na kung saan ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagbabago sa direksyon ng solar beam sa sandali ng paglipat mula sa isang daluyan (istraktura) patungo sa isa pa.
Upang mapabuti ang pag-unawa sa prosesong ito, isaalang-alang ang halimbawa ng isang sinag na bumabagsak mula sa hangin patungo sa tubig (katulad din para sa salamin). Sa pamamagitan ng pagguhit ng isang patayo sa kahabaan ng interface, ang anggulo ng repraksyon at pagbabalik ng light beam ay maaaring masukat. Ang indicator na ito (angle of refraction) ay magbabago kapag ang daloy ay tumagos sa tubig (sa loob ng salamin).
Tandaan! Ang parameter na ito ay nauunawaan bilang anggulo na bumubuo ng isang patayo na iginuhit sa paghihiwalay ng dalawang sangkap kapag ang sinag ay tumagos mula sa unang istraktura hanggang sa pangalawa.

daanan ng sinag

Ang parehong tagapagpahiwatig ay karaniwan para sa iba pang mga kapaligiran. Ito ay itinatag na ang tagapagpahiwatig na ito ay nakasalalay sa density ng sangkap. Kung ang sinag ay insidente mula sa isang hindi gaanong siksik hanggang sa isang mas siksik na istraktura, kung gayon ang anggulo ng pagbaluktot na nilikha ay magiging mas malaki. At kung kabaligtaran, kung gayon mas kaunti.
Kasabay nito, ang pagbabago sa slope ng taglagas ay makakaapekto rin sa indicator na ito. Ngunit ang relasyon sa pagitan nila ay hindi nananatiling pare-pareho. Kasabay nito, ang ratio ng kanilang mga sine ay mananatiling pare-pareho, na ipinapakita ng sumusunod na formula: sinα / sinγ = n, kung saan:

• n ay isang pare-parehong halaga na inilalarawan para sa bawat partikular na sangkap (hangin, baso, tubig, atbp.). Samakatuwid, kung ano ang magiging halaga na ito ay maaaring matukoy mula sa mga espesyal na talahanayan;
• α ay ang anggulo ng saklaw;
• Ang γ ay ang anggulo ng repraksyon.

Upang matukoy ang pisikal na kababalaghan na ito, nilikha ang batas ng repraksyon.

batas pisikal

Ang batas ng repraksyon ng mga light flux ay nagpapahintulot sa iyo na matukoy ang mga katangian ng mga transparent na sangkap. Ang batas mismo ay binubuo ng dalawang probisyon:

• Unang parte. Ang sinag (insidente, binago) at ang patayo, na naibalik sa punto ng insidente sa hangganan, halimbawa, hangin at tubig (salamin, atbp.), ay matatagpuan sa parehong eroplano;
• ikalawang bahagi. Ang tagapagpahiwatig ng ratio ng sine ng anggulo ng saklaw sa sine ng parehong anggulo na nabuo kapag tumatawid sa hangganan ay magiging isang pare-parehong halaga.

Paglalarawan ng batas

Sa kasong ito, sa sandaling lumabas ang sinag sa pangalawang istraktura patungo sa una (halimbawa, kapag ang liwanag na pagkilos ng bagay ay pumasa mula sa hangin, sa pamamagitan ng salamin at pabalik sa hangin), magkakaroon din ng distortion effect.

Isang mahalagang parameter para sa iba't ibang mga bagay

Ang pangunahing tagapagpahiwatig sa sitwasyong ito ay ang ratio ng sine ng anggulo ng saklaw sa isang katulad na parameter, ngunit para sa pagbaluktot. Tulad ng sumusunod mula sa batas na inilarawan sa itaas, ang tagapagpahiwatig na ito ay isang palaging halaga.
Kasabay nito, kapag ang halaga ng slope ng taglagas ay nagbabago, ang parehong sitwasyon ay magiging tipikal para sa isang katulad na tagapagpahiwatig. Ang parameter na ito ay may malaking kahalagahan, dahil ito ay isang mahalagang katangian ng mga transparent na sangkap.

Mga tagapagpahiwatig para sa iba't ibang mga bagay

Salamat sa parameter na ito, maaari mong lubos na matukoy ang pagkakaiba sa pagitan ng mga uri ng salamin, pati na rin ang iba't ibang mga mahalagang bato. Mahalaga rin para sa pagtukoy ng bilis ng liwanag sa iba't ibang media.

Tandaan! Ang pinakamataas na bilis ng light flux ay nasa vacuum.

Kapag lumilipat mula sa isang sangkap patungo sa isa pa, bababa ang bilis nito. Halimbawa, ang brilyante, na may pinakamataas na refractive index, ay magkakaroon ng photon propagation speed na 2.42 beses na mas mabilis kaysa sa hangin. Sa tubig, sila ay kumakalat ng 1.33 beses na mas mabagal. Para sa iba't ibang uri ng salamin, ang parameter na ito ay mula 1.4 hanggang 2.2.

Tandaan! Ang ilang baso ay may refractive index na 2.2, na napakalapit sa brilyante (2.4). Samakatuwid, hindi laging posible na makilala ang isang piraso ng salamin mula sa isang tunay na brilyante.

Optical density ng mga sangkap

Ang liwanag ay maaaring tumagos sa iba't ibang mga sangkap, na kung saan ay nailalarawan sa pamamagitan ng iba't ibang optical density. Tulad ng sinabi namin kanina, gamit ang batas na ito, maaari mong matukoy ang katangian ng density ng medium (istraktura). Kung mas siksik ito, mas mabagal ang bilis ng liwanag na magpapalaganap dito. Halimbawa, ang salamin o tubig ay magiging mas optically siksik kaysa sa hangin.
Bilang karagdagan sa katotohanan na ang parameter na ito ay isang pare-parehong halaga, ito rin ay sumasalamin sa ratio ng bilis ng liwanag sa dalawang sangkap. Ang pisikal na kahulugan ay maaaring ipakita bilang sumusunod na pormula:

Ang tagapagpahiwatig na ito ay nagsasabi kung paano nagbabago ang bilis ng pagpapalaganap ng mga photon kapag dumadaan mula sa isang sangkap patungo sa isa pa.

Isa pang mahalagang tagapagpahiwatig

Kapag inililipat ang liwanag na pagkilos ng bagay sa pamamagitan ng mga transparent na bagay, posible ang polariseysyon nito. Ito ay sinusunod sa panahon ng pagpasa ng isang light flux mula sa dielectric isotropic media. Ang polarization ay nangyayari kapag ang mga photon ay dumaan sa salamin.

epekto ng polariseysyon

Ang bahagyang polariseysyon ay sinusunod kapag ang anggulo ng saklaw ng liwanag na pagkilos ng bagay sa hangganan ng dalawang dielectric ay naiiba sa zero. Ang antas ng polariseysyon ay nakasalalay sa kung ano ang mga anggulo ng saklaw (Brewster's law).

Buong panloob na pagmuni-muni

Sa pagtatapos ng aming maikling digression, kinakailangan pa ring isaalang-alang ang gayong epekto bilang isang ganap na panloob na pagmuni-muni.

Buong Display Phenomenon

Upang lumitaw ang epekto na ito, kinakailangan upang madagdagan ang anggulo ng saklaw ng liwanag na pagkilos ng bagay sa sandali ng paglipat nito mula sa isang mas siksik patungo sa isang hindi gaanong siksik na daluyan sa interface sa pagitan ng mga sangkap. Sa isang sitwasyon kung saan ang parameter na ito ay lumampas sa isang tiyak na halaga ng limitasyon, kung gayon ang insidente ng photon sa hangganan ng seksyong ito ay ganap na makikita. Sa totoo lang, ito ang ating nais na kababalaghan. Kung wala ito, imposibleng gumawa ng fiber optics.

Konklusyon

Ang praktikal na aplikasyon ng mga tampok ng pag-uugali ng light flux ay nagbigay ng maraming, na lumilikha ng iba't ibang mga teknikal na aparato upang mapabuti ang ating buhay. Kasabay nito, ang liwanag ay hindi nagbukas ng lahat ng mga posibilidad nito sa sangkatauhan, at ang praktikal na potensyal nito ay hindi pa ganap na natanto.

Paano gumawa ng lampara ng papel gamit ang iyong sariling mga kamay
Paano suriin ang pagganap ng LED strip

Ang artikulong ito ay nagpapakita ng kakanyahan ng naturang konsepto ng optika bilang refractive index. Ang mga pormula para sa pagkuha ng halagang ito ay ibinigay, isang maikling pangkalahatang-ideya ng aplikasyon ng hindi pangkaraniwang bagay ng repraksyon ng isang electromagnetic wave ay ibinigay.

Kakayahang makakita at refractive index

Sa bukang-liwayway ng sibilisasyon, tinanong ng mga tao ang tanong: paano nakikita ng mata? Iminungkahi na ang isang tao ay naglalabas ng mga sinag na nakadarama sa nakapaligid na mga bagay, o, sa kabaligtaran, ang lahat ng mga bagay ay naglalabas ng gayong mga sinag. Ang sagot sa tanong na ito ay ibinigay noong ikalabing pitong siglo. Ito ay nakapaloob sa optika at nauugnay sa kung ano ang refractive index. Sumasalamin mula sa iba't ibang mga opaque na ibabaw at nagre-refract sa hangganan na may mga transparent, ang liwanag ay nagbibigay sa isang tao ng pagkakataong makakita.

Banayad at refractive index

Ang ating planeta ay natatakpan ng liwanag ng Araw. At ito ay tiyak sa likas na alon ng mga photon na ang gayong konsepto bilang absolute refractive index ay nauugnay. Kapag nagpapalaganap sa isang vacuum, ang isang photon ay hindi nakatagpo ng mga hadlang. Sa planeta, ang liwanag ay nakakatagpo ng maraming iba't ibang mas siksik na media: ang kapaligiran (isang pinaghalong mga gas), tubig, mga kristal. Bilang isang electromagnetic wave, ang mga photon ng liwanag ay may isang phase velocity sa vacuum (denote c), at sa kapaligiran - isa pa (natukoy v). Ang ratio ng una at pangalawa ay tinatawag na absolute refractive index. Ang formula ay ganito ang hitsura: n = c / v.

Bilis ng phase

Ito ay nagkakahalaga ng pagbibigay ng kahulugan ng bilis ng phase ng electromagnetic medium. Kung hindi, unawain kung ano ang refractive index n, bawal. Ang isang photon ng liwanag ay isang alon. Kaya, maaari itong katawanin bilang isang packet ng enerhiya na nag-oscillates (isipin ang isang segment ng isang sinusoid). Phase - ito ang segment ng sinusoid na ipinapasa ng wave sa isang naibigay na oras (tandaan na ito ay mahalaga para sa pag-unawa sa tulad ng isang dami bilang ang refractive index).

Halimbawa, ang isang bahagi ay maaaring isang maximum ng sinusoid o ilang bahagi ng slope nito. Ang bilis ng bahagi ng isang alon ay ang bilis kung saan gumagalaw ang partikular na bahaging iyon. Tulad ng ipinaliwanag ng kahulugan ng refractive index, para sa isang vacuum at para sa isang daluyan, ang mga halagang ito ay naiiba. Bukod dito, ang bawat kapaligiran ay may sariling halaga ng dami na ito. Anumang transparent na compound, anuman ang komposisyon nito, ay may refractive index na iba sa lahat ng iba pang substance.

Absolute at relative refractive index

Naipakita na sa itaas na ang absolute value ay sinusukat na may kaugnayan sa vacuum. Gayunpaman, mahirap ito sa ating planeta: mas madalas na tumama ang liwanag sa hangganan ng hangin at tubig o kuwarts at spinel. Para sa bawat isa sa mga media, tulad ng nabanggit sa itaas, ang refractive index ay iba. Sa hangin, ang isang photon ng liwanag ay naglalakbay sa isang direksyon at may isang yugto ng bilis (v 1), ngunit kapag ito ay pumasok sa tubig, binabago nito ang direksyon ng pagpapalaganap at bilis ng bahagi (v 2). Gayunpaman, ang parehong direksyon na ito ay nasa parehong eroplano. Napakahalaga nito para sa pag-unawa kung paano nabuo ang imahe ng nakapaligid na mundo sa retina ng mata o sa matrix ng camera. Ang ratio ng dalawang ganap na halaga ay nagbibigay ng kamag-anak na refractive index. Ganito ang hitsura ng formula: n 12 \u003d v 1 / v 2.

Ngunit paano kung ang liwanag, sa kabaligtaran, ay lumabas sa tubig at pumasok sa hangin? Pagkatapos ang halagang ito ay matutukoy ng formula n 21 = v 2 / v 1. Kapag nagpaparami ng mga kamag-anak na mga indeks ng repraktibo, nakakakuha tayo ng n 21 * n 12 \u003d (v 2 * v 1) / (v 1 * v 2) \u003d 1. Ang ratio na ito ay totoo para sa anumang pares ng media. Ang relative refractive index ay makikita mula sa mga sine ng mga anggulo ng incidence at repraksyon n 12 = sin Ɵ 1 / sin Ɵ 2. Huwag kalimutan na ang mga anggulo ay binibilang mula sa normal hanggang sa ibabaw. Ang normal ay isang linya na patayo sa ibabaw. Ibig sabihin, kung bibigyan ng anggulo ang problema α bumabagsak na may kaugnayan sa mismong ibabaw, kung gayon ang sine ng (90 - α) ay dapat isaalang-alang.

Ang kagandahan ng refractive index at mga aplikasyon nito

Sa isang kalmadong maaraw na araw, naglalaro ang liwanag na nakasisilaw sa ilalim ng lawa. Tinatakpan ng madilim na asul na yelo ang bato. Sa kamay ng isang babae, ang isang brilyante ay nakakalat ng libu-libong spark. Ang mga phenomena na ito ay bunga ng katotohanan na ang lahat ng mga hangganan ng transparent na media ay may kamag-anak na refractive index. Bilang karagdagan sa aesthetic na kasiyahan, ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay maaari ding gamitin para sa mga praktikal na aplikasyon.

Narito ang ilang halimbawa:

• Ang isang glass lens ay kumukuha ng sinag ng sikat ng araw at nag-aapoy sa damo.
• Nakatuon ang laser beam sa may sakit na organ at pinuputol ang hindi kinakailangang tissue.
• Ang liwanag ng araw ay nagre-refract sa isang sinaunang stained glass window, na lumilikha ng isang espesyal na kapaligiran.
• Ang mikroskopyo ay nagpapalaki ng napakaliit na mga detalye
• Kinokolekta ng mga spectrophotometer lens ang liwanag ng laser na makikita mula sa ibabaw ng substance na pinag-aaralan. Kaya, posible na maunawaan ang istraktura, at pagkatapos ay ang mga katangian ng mga bagong materyales.
• Mayroong kahit isang proyekto para sa isang photonic computer, kung saan ang impormasyon ay ipapadala hindi sa pamamagitan ng mga electron, tulad ng ngayon, ngunit sa pamamagitan ng mga photon. Para sa gayong aparato, tiyak na kakailanganin ang mga repraktibo na elemento.

Haba ng daluyong

Gayunpaman, ang Araw ay nagbibigay sa atin ng mga photon hindi lamang sa nakikitang spectrum. Ang mga saklaw ng infrared, ultraviolet, X-ray ay hindi nakikita ng paningin ng tao, ngunit nakakaapekto ito sa ating buhay. Ang mga sinag ng IR ay nagpapainit sa atin, ang mga UV photon ay nag-ionize sa itaas na kapaligiran at nagbibigay-daan sa mga halaman na makagawa ng oxygen sa pamamagitan ng photosynthesis.

At kung ano ang katumbas ng refractive index ay nakasalalay hindi lamang sa mga sangkap sa pagitan ng kung saan namamalagi ang hangganan, kundi pati na rin sa haba ng daluyong ng radiation ng insidente. Karaniwang malinaw sa konteksto kung aling halaga ang tinutukoy. Iyon ay, kung isinasaalang-alang ng libro ang X-ray at ang epekto nito sa isang tao, kung gayon n doon ito ay tinukoy para sa hanay na ito. Ngunit kadalasan ang nakikitang spectrum ng mga electromagnetic wave ay sinadya, maliban kung tinukoy.

Repraktibo index at pagmuni-muni

Tulad ng naging malinaw mula sa itaas, pinag-uusapan natin ang tungkol sa mga transparent na kapaligiran. Bilang mga halimbawa, binanggit namin ang hangin, tubig, brilyante. Ngunit ano ang tungkol sa kahoy, granite, plastik? Mayroon bang isang bagay bilang isang refractive index para sa kanila? Ang sagot ay kumplikado, ngunit sa pangkalahatan ay oo.

Una sa lahat, dapat nating isaalang-alang kung anong uri ng liwanag ang ating kinakaharap. Ang mga media na iyon na malabo sa nakikitang mga photon ay pinuputol ng X-ray o gamma radiation. Iyon ay, kung lahat tayo ay mga superman, kung gayon ang buong mundo sa ating paligid ay magiging transparent sa atin, ngunit sa iba't ibang antas. Halimbawa, ang mga dingding na gawa sa kongkreto ay hindi magiging mas siksik kaysa sa halaya, at ang mga metal fitting ay magmumukhang mga piraso ng mas siksik na prutas.

Para sa iba pang elementarya na mga particle, muon, ang ating planeta ay karaniwang transparent sa pamamagitan at sa pamamagitan. Sa isang pagkakataon, ang mga siyentipiko ay nagdala ng maraming problema upang patunayan ang mismong katotohanan ng kanilang pag-iral. Ang mga muon ay tinutusok tayo sa milyun-milyong bawat segundo, ngunit ang posibilidad ng isang butil na bumangga sa bagay ay napakaliit, at napakahirap ayusin ito. Sa pamamagitan ng paraan, ang Baikal ay malapit nang maging isang lugar para sa "panghuli" ng mga muon. Ang malalim at malinaw na tubig nito ay perpekto para dito - lalo na sa taglamig. Ang pangunahing bagay ay ang mga sensor ay hindi nag-freeze. Kaya, ang refractive index ng kongkreto, halimbawa, para sa x-ray photon ay may katuturan. Bukod dito, ang X-ray irradiation ng isang sangkap ay isa sa mga pinaka-tumpak at mahalagang pamamaraan para sa pag-aaral ng istraktura ng mga kristal.

Ito rin ay nagkakahalaga ng pag-alala na, sa isang matematikal na kahulugan, ang mga sangkap na opaque para sa isang naibigay na hanay ay may isang haka-haka na refractive index. Sa wakas, dapat na maunawaan ng isa na ang temperatura ng isang sangkap ay maaari ring makaapekto sa transparency nito.