REFRACTIVE INDICATOR(refractive index) - optical. katangiang pangkapaligiran na nauugnay sa repraksyon ng liwanag sa interface sa pagitan ng dalawang transparent optically homogeneous at isotropic media sa panahon ng paglipat nito mula sa isang daluyan patungo sa isa pa at dahil sa pagkakaiba sa mga bilis ng phase ng light propagation sa media. Ang halaga ng P. p., katumbas ng ratio ng mga bilis na ito. kamag-anak

P. p. ng mga kapaligirang ito. Kung ang liwanag ay bumaba sa pangalawa o unang daluyan mula sa (kung saan ang bilis ng pagpapalaganap ng liwanag kasama), kung gayon ang mga dami ay ganap na P. p. ng mga kapaligirang ito. Sa kasong ito, ang batas ng repraksyon ay maaaring isulat sa anyo kung saan at ang mga anggulo ng saklaw at repraksyon.

Ang magnitude ng absolute P. p. ay nakasalalay sa kalikasan at istraktura ng substance, ang estado ng pagsasama-sama nito, temperatura, presyon, atbp. Sa mataas na intensity, ang p.p. ay nakasalalay sa intensity ng liwanag (tingnan. non-linear na optika). Sa isang bilang ng mga sangkap, nagbabago ang P. p. sa ilalim ng impluwensya ng panlabas. electric mga patlang ( Epekto ng Kerr- sa mga likido at gas; electro-optical Epekto ng Pockels- sa mga kristal).

Para sa isang naibigay na daluyan, ang banda ng pagsipsip ay nakasalalay sa haba ng daluyong l ng liwanag, at sa rehiyon ng mga banda ng pagsipsip ang pag-asa na ito ay maanomalya (tingnan ang Fig. Banayad na pagpapakalat). Para sa halos lahat ng media, ang banda ng pagsipsip ay malapit sa 1, sa nakikitang rehiyon para sa mga likido at solido, ito ay mga 1.5; sa rehiyon ng IR para sa isang bilang ng transparent na media 4.0 (para sa Ge).

Ang mga ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng dalawang parametric phenomena: ordinaryong (katulad ng isotropic media) at hindi pangkaraniwang, ang laki nito ay nakasalalay sa anggulo ng saklaw ng sinag at, dahil dito, ang direksyon ng pagpapalaganap ng liwanag sa daluyan (tingnan ang Fig. Mga kristal na optika Para sa media na may absorption (sa partikular, para sa mga metal), ang absorption coefficient ay isang kumplikadong dami at maaaring ilarawan kung saan ang n ay ang karaniwang absorption coefficient, ay ang absorption index (tingnan. Banayad na pagsipsip, metal na optika).

Ang P. p. ay macroscopic. katangian ng kapaligiran at nauugnay dito pagpapahintulot n magn. pagkamatagusin Classic teoryang elektroniko (cf. Banayad na pagpapakalat) ay nagbibigay-daan sa iyo na iugnay ang halaga ng P. p. sa mikroskopiko. mga katangian ng kapaligiran - electronic polarisability atom (o molekula) depende sa likas na katangian ng mga atomo at dalas ng liwanag, at ang daluyan: kung saan N ay ang bilang ng mga atomo kada yunit ng dami. Kumikilos sa isang atom (molekula) electric. Ang larangan ng liwanag na alon ay nagdudulot ng pagbabago ng optical. isang elektron mula sa isang posisyon ng balanse; nagiging sapilitan ang atom. dipole moment na nagbabago sa oras na may dalas ng liwanag ng insidente, at ito ay pinagmumulan ng pangalawang magkakaugnay na alon, to-rye. nakakasagabal sa insidente ng alon sa medium, bumubuo sila ng nagresultang light wave na nagpapalaganap sa medium na may bilis ng phase, at samakatuwid

Ang intensity ng conventional (non-laser) light source ay medyo mababa; ang larangan ng isang light wave na kumikilos sa isang atom ay mas maliit kaysa sa intra-atomic electric. field, at ang isang electron sa isang atom ay maituturing na harmonic. osileytor. Sa pagtatantya na ito, ang halaga ng at P. p.

Ang mga ito ay pare-pareho ang mga halaga (sa isang naibigay na dalas), independiyente sa liwanag intensity. Sa matinding light flux na nilikha ng malalakas na laser, ang laki ng kuryente. ang larangan ng isang liwanag na alon ay maaaring maging katumbas ng intra-atomic electric-rich. field at ang harmony model, ang oscillator ay lumalabas na hindi katanggap-tanggap. Ang accounting para sa anharmonicity ng mga pwersa sa electron-atom system ay humahantong sa pag-asa sa polarizability ng atom, at samakatuwid ang polarization coefficient, sa light intensity. Ang koneksyon sa pagitan at lumalabas na hindi linear; Ang P. p. ay maaaring katawanin sa anyo

Kung saan - P. p. sa mababang intensidad ng liwanag; (karaniwang tinatanggap na pagtatalaga) - isang non-linear na karagdagan sa P. p., o coefficient. non-linearity. Ang P. p. ay depende sa kalikasan ng kapaligiran, halimbawa. para sa silicate glass

Ang P. p. ay apektado din ng mataas na intensity bilang resulta ng epekto electrostriction, pagbabago ng density ng daluyan, mataas na dalas para sa mga molekulang anisotropic (sa isang likido), pati na rin bilang isang resulta ng pagtaas ng temperatura na dulot ng pagsipsip

Banayad na repraksyon- isang kababalaghan kung saan ang isang sinag ng liwanag, na dumadaan mula sa isang daluyan patungo sa isa pa, ay nagbabago ng direksyon sa hangganan ng mga media na ito.

Ang repraksyon ng liwanag ay nangyayari ayon sa sumusunod na batas:
Ang insidente at refracted ray at ang perpendikular 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:
,
saan α - anggulo ng saklaw,
β - anggulo ng repraksyon
n - isang pare-parehong halaga na hindi nakasalalay sa anggulo ng saklaw.

Kapag nagbabago ang anggulo ng saklaw, nagbabago rin ang anggulo ng repraksyon. Kung mas malaki ang anggulo ng saklaw, mas malaki ang anggulo ng repraksyon.
Kung ang ilaw ay napupunta mula sa isang optically less dense medium patungo sa isang denser medium, kung gayon ang anggulo ng repraksyon ay palaging mas mababa kaysa sa anggulo ng incidence: β < α.
Ang isang sinag ng liwanag na nakadirekta patayo sa interface sa pagitan ng dalawang media ay dumadaan mula sa isang medium patungo sa isa pa nang walang basag.

absolute refractive index ng isang substance- isang halaga na katumbas ng ratio ng phase velocities ng liwanag (electromagnetic waves) sa vacuum at sa isang naibigay na medium n=c/v
Ang halaga n kasama sa batas ng repraksyon ay tinatawag na relative refractive index para sa isang pares ng media.

Ang value n ay ang relative refractive index ng medium B na may kinalaman sa medium A, at n" = 1/n ay ang relative refractive index ng medium A na may kinalaman sa medium B.
Ang halagang ito, ceteris paribus, ay mas malaki kaysa sa pagkakaisa kapag ang sinag ay pumasa mula sa isang mas siksik na daluyan patungo sa isang hindi gaanong siksik na daluyan, at mas mababa kaysa sa pagkakaisa kapag ang sinag ay pumasa mula sa isang di-gaanong siksik na daluyan patungo sa isang mas daluyan (halimbawa, mula sa isang gas o mula sa vacuum sa isang likido o solid). May mga pagbubukod sa panuntunang ito, at samakatuwid ay kaugalian na tumawag sa isang daluyan ng optical na higit pa o hindi gaanong siksik kaysa sa isa pa.
Ang isang sinag na bumabagsak mula sa walang hangin na espasyo papunta sa ibabaw ng ilang medium B ay mas malakas na na-refracte kaysa kapag nahuhulog dito mula sa isa pang medium A; Ang refractive index ng isang sinag na insidente sa isang daluyan mula sa walang hangin na espasyo ay tinatawag na absolute refractive index nito.

(Ganap - nauugnay sa vacuum.
Kamag-anak - kamag-anak sa anumang iba pang sangkap (halimbawa, ang parehong hangin).
Ang relative index ng dalawang substance ay ang ratio ng kanilang absolute index.)

Kabuuang panloob na pagmuni-muni- panloob na pagmuni-muni, sa kondisyon na ang anggulo ng saklaw ay lumampas sa isang tiyak na kritikal na anggulo. Sa kasong ito, ang alon ng insidente ay ganap na nakikita, at ang halaga ng koepisyent ng pagmuni-muni ay lumampas sa pinakamataas na halaga nito para sa pinakintab na mga ibabaw. Ang koepisyent ng pagmuni-muni para sa kabuuang panloob na pagmuni-muni ay hindi nakasalalay sa haba ng daluyong.

Sa optika, ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay sinusunod para sa isang malawak na spectrum ng electromagnetic radiation, kabilang ang saklaw ng X-ray.

Sa geometric na optika, ang kababalaghan ay ipinaliwanag sa mga tuntunin ng batas ni Snell. Isinasaalang-alang na ang anggulo ng repraksyon ay hindi maaaring lumampas sa 90°, nakuha natin na sa isang anggulo ng saklaw na ang sine ay mas malaki kaysa sa ratio ng mas maliit na refractive index sa mas malaking index, ang electromagnetic wave ay dapat na ganap na maipakita sa unang daluyan.

Alinsunod sa teorya ng alon ng kababalaghan, ang electromagnetic wave gayunpaman ay tumagos sa pangalawang daluyan - ang tinatawag na "hindi pantay na alon" ay kumakalat doon, na nabubulok nang husto at hindi nagdadala ng enerhiya kasama nito. Ang katangiang lalim ng pagtagos ng isang hindi magkakatulad na alon sa pangalawang daluyan ay nasa pagkakasunud-sunod ng haba ng daluyong.

Mga batas ng repraksyon ng liwanag.

Mula sa lahat ng nasabi, nagtatapos kami:
1 . Sa interface sa pagitan ng dalawang media na may magkaibang optical density, nagbabago ang direksyon ng isang sinag ng liwanag kapag dumadaan mula sa isang medium patungo sa isa pa.
2. Kapag ang isang light beam ay pumasa sa isang medium na may mas mataas na optical density, ang anggulo ng repraksyon ay mas mababa kaysa sa anggulo ng saklaw; kapag ang isang light beam ay pumasa mula sa isang optically denser medium patungo sa isang mas kaunting siksik na medium, ang anggulo ng repraksyon ay mas malaki kaysa sa anggulo ng saklaw.
Ang repraksyon ng liwanag ay sinamahan ng pagmuni-muni, at sa pagtaas ng anggulo ng saklaw, ang liwanag ng sinasalamin na sinag ay tumataas, habang ang refracted ay humihina. Ito ay makikita sa pamamagitan ng pagsasagawa ng eksperimento na ipinapakita sa figure. Dahil dito, dinadala ng sinasalamin na sinag ang mas maraming liwanag na enerhiya, mas malaki ang anggulo ng saklaw.

Hayaan MN- ang interface sa pagitan ng dalawang transparent na media, halimbawa, hangin at tubig, JSC- bumabagsak na sinag OV- refracted beam, - anggulo ng saklaw, - anggulo ng repraksyon, - bilis ng pagpapalaganap ng liwanag sa unang daluyan, - bilis ng pagpapalaganap ng liwanag sa pangalawang daluyan.

Ang refractive index ng isang medium na may kaugnayan sa vacuum, ibig sabihin, para sa kaso ng paglipat ng light rays mula sa vacuum sa isang medium, ay tinatawag na absolute at tinutukoy ng formula (27.10): n=c/v.

Sa mga kalkulasyon, ang ganap na mga indeks ng repraktibo ay kinuha mula sa mga talahanayan, dahil ang kanilang halaga ay natutukoy nang tumpak gamit ang mga eksperimento. Dahil ang c ay mas malaki kaysa sa v, kung gayon ang absolute refractive index ay palaging mas malaki kaysa sa pagkakaisa.

Kung ang liwanag na radiation ay pumasa mula sa vacuum patungo sa isang daluyan, kung gayon ang formula para sa pangalawang batas ng repraksyon ay nakasulat bilang:

sin i/sin β = n. (29.6)

Ang formula (29.6) ay madalas ding ginagamit sa pagsasanay kapag ang mga sinag ay pumasa mula sa hangin patungo sa isang daluyan, dahil ang bilis ng pagpapalaganap ng liwanag sa hangin ay napakaliit na naiiba sa c. Ito ay makikita mula sa katotohanan na ang absolute refractive index ng hangin ay 1.0029.

Kapag ang sinag ay napupunta mula sa daluyan patungo sa vacuum (sa hangin), ang formula para sa pangalawang batas ng repraksyon ay kukuha ng anyo:

sin i/sin β = 1/n. (29.7)

Sa kasong ito, ang mga sinag, kapag umaalis sa daluyan, ay kinakailangang lumayo mula sa patayo sa interface sa pagitan ng daluyan at ng vacuum.

Alamin natin kung paano mo mahahanap ang relative refractive index n21 mula sa absolute refractive index. Hayaang dumaan ang liwanag mula sa medium na may absolute index n1 patungo sa medium na may absolute index n2. Pagkatapos n1 = c/V1 atn2 = s/v2, mula sa kung saan:

n2/n1=v1/v2=n21. (29.8)

Ang pormula para sa pangalawang batas ng repraksyon para sa naturang kaso ay madalas na nakasulat bilang mga sumusunod:

sini/sinβ = n2/n1. (29.9)

Tandaan natin iyon sa pamamagitan ng absolute exponent ang teorya ni Maxwell Ang repraksyon ay matatagpuan mula sa kaugnayan: n = √(με). Dahil para sa mga sangkap na transparent sa light radiation, ang μ ay halos katumbas ng pagkakaisa, maaari nating ipagpalagay na:

n = √ε. (29.10)

Dahil ang dalas ng mga oscillations sa light radiation ay nasa pagkakasunud-sunod ng 10 14 Hz, alinman sa mga dipoles o mga ion sa isang dielectric, na may medyo malaking masa, ay may oras upang baguhin ang kanilang posisyon na may tulad na dalas, at ang mga dielectric na katangian ng isang sangkap. sa ilalim ng mga kundisyong ito ay tinutukoy lamang ng elektronikong polariseysyon ng mga atomo nito. Ipinapaliwanag nito ang pagkakaiba sa pagitan ng halaga ε=n 2 mula sa (29.10) at ε st sa electrostatics. Kaya, para sa tubig ε \u003d n 2 \u003d 1.77, at ε st \u003d 81; ang ionic solid dielectric NaCl ε=2.25, at ε st =5.6. Kapag ang isang sangkap ay binubuo ng mga homogenous na atomo o non-polar molecule, ibig sabihin, wala itong mga ions o natural na dipoles, kung gayon ang polarisasyon nito ay maaari lamang maging elektroniko. Para sa mga katulad na sangkap, ε mula sa (29.10) at ε st ay nag-tutugma. Ang isang halimbawa ng naturang sangkap ay brilyante, na binubuo lamang ng mga carbon atom.

Tandaan na ang halaga ng absolute refractive index, bilang karagdagan sa uri ng substance, ay nakasalalay din sa oscillation frequency, o sa radiation wavelength. . Habang bumababa ang wavelength, bilang panuntunan, tumataas ang refractive index.

Ang mga proseso na 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 ang isang sinag ay nahulog 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 dagat 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 ang mga sinag ay tumama sa salamin, ang epekto na ito ay hindi gaanong kapansin-pansin.
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 (ang anggulo ng repraksyon) 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 tagapagpahiwatig 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;
• Ang 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 beam 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 ito 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 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-pareho ang 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 polarisasyon ay depende 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 naisasakatuparan.

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

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 sukat 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 organic at inorganic na 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.). Sumang-ayon tayo na ang medium II ay may mas malaking repraktibo na kapangyarihan at, samakatuwid, n 1 at n 2- 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. ay maaari ding tukuyin bilang ratio ng mga refractive index ng media na isinasaalang-alang.

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

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 iba-iba ang refracted.

3)temperatura kung saan kinukuha ang pagsukat. Ang isang paunang kinakailangan para sa pagtukoy ng refractive index ay ang pagsunod sa rehimen ng temperatura. Karaniwan ang pagpapasiya ay isinasagawa sa 20±0.3 0 С.

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:

n t \u003d n 20 + (20-t) 0.0002, kung saan

n t - paalam refractive index sa isang naibigay na temperatura,

n 20 - refractive index sa 20 0 C

Ang impluwensya 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 20 0 C at isang light wavelength na 589.3 nm, ay ipinahiwatig ng index n D 20

Ang pag-asa ng refractive index ng isang homogenous na dalawang bahagi na sistema sa estado nito ay itinatag sa pamamagitan ng 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 na indeks sa iba't ibang konsentrasyon at temperatura ay mapagkakatiwalaan na sinusukat, at sa mga kasong ito ay maaaring gamitin ang data ng sanggunian. 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=n o +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, ginagamit ang mga refractometer ng iba't ibang mga sistema: laboratoryo-RL, unibersal na RLU, atbp.

Ang refractive index ng distilled water n 0 \u003d 1.33299, sa pagsasagawa, ang tagapagpahiwatig na ito ay tumatagal bilang sanggunian bilang n 0 =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