Térjünk rá az általunk a 81. §-ban bevezetett törésmutató részletesebb figyelembevételére a törés törvényének megfogalmazásakor.

A törésmutató az optikai tulajdonságoktól és a közegtől függ, amelyből a nyaláb esik, és a közegtől, amelybe behatol. Azt a törésmutatót, amelyet akkor kapunk, amikor a vákuumból származó fény egy közegre esik, ennek a közegnek az abszolút törésmutatójának nevezzük.

Rizs. 184. Két közeg relatív törésmutatója:

Legyen az abszolút törésmutató az első környezet és a második környezet - . Figyelembe véve az első és második közeg határán bekövetkező törést, ügyeljünk arra, hogy az első közegből a másodikba való átmenet során a törésmutató, az úgynevezett relatív törésmutató, egyenlő az aránnyal a második és az első közeg abszolút törésmutatói:

(184. ábra). Éppen ellenkezőleg, amikor a második közegből az elsőbe lépünk, relatív törésmutatónk van

A két közeg relatív törésmutatója és abszolút törésmutatói között létrejött összefüggés elméletileg is levezethető, új kísérletek nélkül, ahogyan ez a reverzibilitás törvényénél is megtehető (82.§).

A nagyobb törésmutatójú közeget optikailag sűrűbbnek mondják. Általában a különböző közegek levegőhöz viszonyított törésmutatóját mérik. A levegő abszolút törésmutatója . Így bármely közeg abszolút törésmutatója a levegőhöz viszonyított törésmutatójához kapcsolódik a képlet szerint

6. táblázat Különféle anyagok törésmutatója a levegőhöz viszonyítva

Folyadékok		Szilárd anyagok
Anyag		Anyag
Etanol
szén-diszulfid
Glicerin		Üveg (világos korona)
folyékony hidrogén		Üveg (nehéz kovakő)
folyékony hélium

A törésmutató a fény hullámhosszától, azaz színétől függ. A különböző színek különböző törésmutatóknak felelnek meg. Ez a jelenség, az úgynevezett diszperzió játszik szerepet fontos szerep az optikában. A jelenséggel a későbbi fejezetekben ismételten foglalkozunk. táblázatban megadott adatok. 6, lásd a sárga fényt.

Érdekes megjegyezni, hogy a visszaverődés törvénye formálisan ugyanabban a formában írható fel, mint a fénytörés törvénye. Emlékezzünk vissza, hogy megállapodtunk abban, hogy a szögeket mindig a megfelelő sugárra merőlegestől mérjük. Ezért a beesési szöget és a visszaverődési szöget ellentétes előjelűnek kell tekintenünk, pl. a tükrözés törvénye úgy írható fel

A (83.4)-et a fénytörés törvényével összevetve azt látjuk, hogy a visszaverődés törvénye a törési törvény speciális esetének tekinthető. Ez a formai hasonlóság a tükrözés és a fénytörés törvényei között nagyon hasznos a megoldásban gyakorlati feladatokat.

Az előző előadásban a törésmutató a közeg állandóját jelentette, amely független a rajta áthaladó fény intenzitásától. A törésmutató ilyen értelmezése teljesen természetes, korszerű lézerekkel elérhető nagy sugárzási intenzitás esetén azonban nem indokolt. Ebben az esetben annak a közegnek a tulajdonságai, amelyen az erős fénysugárzás áthalad, annak intenzitásától függ. Ahogy mondani szokták, a közeg nemlineárissá válik. A közeg nemlinearitása különösen abban nyilvánul meg, hogy a nagy intenzitású fényhullám megváltoztatja a törésmutatót. A törésmutatónak a sugárzás intenzitásától való függése van

Itt a szokásos törésmutató, a a nemlineáris törésmutató, és az arányossági tényező. A képlet további tagja lehet pozitív vagy negatív.

A törésmutató relatív változása viszonylag kicsi. Nemlineáris törésmutatóhoz . Azonban a törésmutató ilyen kis változásai is észrevehetők: a fény önfókuszálásának sajátos jelenségében nyilvánulnak meg.

Tekintsünk egy pozitív nemlineáris törésmutatójú közeget. Ebben az esetben a megnövekedett fényintenzitású területek egyidejűleg megnövekedett törésmutatójú területek. Valós lézersugárzás esetén az intenzitás eloszlása ​​a sugár keresztmetszetében általában nem egyenletes: az intenzitás a tengely mentén maximális, és a sugár szélei felé simán csökken, amint az az 1. ábrán látható. 185 tömör görbék. Hasonló eloszlás a törésmutató változását is leírja egy cella keresztmetszetében nemlineáris közeggel, amelynek tengelye mentén a lézersugár terjed. A sejttengely mentén a legnagyobb törésmutató fokozatosan csökken a falai felé (szaggatott görbék a 185. ábrán).

A lézerből a tengellyel párhuzamosan kilépő, változó törésmutatójú közegbe eső sugárnyaláb abba az irányba térül el, ahol az nagyobb. Ezért a megnövekedett intenzitás az OSP cella közelében a fénysugarak koncentrációjához vezet ebben a régióban, amely vázlatosan látható a keresztmetszeteken és az 1. ábrán. 185, és ez további növekedéshez vezet. Végül a nemlineáris közegen áthaladó fénysugár effektív keresztmetszete jelentősen csökken. A fény úgy halad át, mintha egy keskeny csatornán haladna át, megnövelt törésmutatóval. Így a lézersugár szűkül, és a nemlineáris közeg intenzív sugárzás hatására konvergáló lencseként működik. Ezt a jelenséget önfókuszálásnak nevezik. Megfigyelhető például a folyékony nitrobenzolban.

Rizs. 185. A sugárzás intenzitásának és törésmutatójának megoszlása ​​a lézersugarak keresztmetszetében a küvetta bejáratánál (a), a bemeneti vég közelében (), középen (), a küvetta kimeneti végénél ( )

Térjünk rá az általunk a 81. §-ban bevezetett törésmutató részletesebb figyelembevételére a törés törvényének megfogalmazásakor.

A törésmutató az optikai tulajdonságoktól és a közegtől függ, amelyből a nyaláb esik, és a közegtől, amelybe behatol. Azt a törésmutatót, amelyet akkor kapunk, amikor a vákuumból származó fény egy közegre esik, ennek a közegnek az abszolút törésmutatójának nevezzük.

Rizs. 184. Két közeg relatív törésmutatója:

Legyen az első közeg abszolút törésmutatója, a másodiké pedig - . Figyelembe véve a törést az első és a második közeg határán, ügyeljünk arra, hogy az első közegből a másodikba való átmenet során a törésmutató, az úgynevezett relatív törésmutató egyenlő legyen a törésmutató abszolút törésmutatóinak arányával. a második és az első média:

(184. ábra). Éppen ellenkezőleg, amikor a második közegből az elsőbe lépünk, relatív törésmutatónk van

A két közeg relatív törésmutatója és abszolút törésmutatói között létrejött összefüggés elméletileg is levezethető, új kísérletek nélkül, ahogyan ez a reverzibilitás törvényénél is megtehető (82.§).

A nagyobb törésmutatójú közeget optikailag sűrűbbnek mondják. Általában a különböző közegek levegőhöz viszonyított törésmutatóját mérik. A levegő abszolút törésmutatója . Így bármely közeg abszolút törésmutatója a levegőhöz viszonyított törésmutatójához kapcsolódik a képlet szerint

6. táblázat Különféle anyagok törésmutatója a levegőhöz viszonyítva

A törésmutató a fény hullámhosszától, azaz színétől függ. A különböző színek különböző törésmutatóknak felelnek meg. Ez a jelenség, az úgynevezett diszperzió, fontos szerepet játszik az optikában. A jelenséggel a későbbi fejezetekben ismételten foglalkozunk. táblázatban megadott adatok. 6, lásd a sárga fényt.

Érdekes megjegyezni, hogy a visszaverődés törvénye formálisan ugyanabban a formában írható fel, mint a fénytörés törvénye. Emlékezzünk vissza, hogy megállapodtunk abban, hogy a szögeket mindig a megfelelő sugárra merőlegestől mérjük. Ezért a beesési szöget és a visszaverődési szöget ellentétes előjelűnek kell tekintenünk, pl. a tükrözés törvénye úgy írható fel

A (83.4)-et a fénytörés törvényével összevetve azt látjuk, hogy a visszaverődés törvénye a törési törvény speciális esetének tekinthető. Ez a formai hasonlóság a tükrözés és a fénytörés törvényei között nagyon hasznos a gyakorlati problémák megoldásában.

Az előző előadásban a törésmutató a közeg állandóját jelentette, amely független a rajta áthaladó fény intenzitásától. A törésmutató ilyen értelmezése teljesen természetes, korszerű lézerekkel elérhető nagy sugárzási intenzitás esetén azonban nem indokolt. Ebben az esetben annak a közegnek a tulajdonságai, amelyen az erős fénysugárzás áthalad, annak intenzitásától függ. Ahogy mondani szokták, a közeg nemlineárissá válik. A közeg nemlinearitása különösen abban nyilvánul meg, hogy a nagy intenzitású fényhullám megváltoztatja a törésmutatót. A törésmutatónak a sugárzás intenzitásától való függése van

Itt a szokásos törésmutató, a a nemlineáris törésmutató, és az arányossági tényező. A képlet további tagja lehet pozitív vagy negatív.

A törésmutató relatív változása viszonylag kicsi. Nemlineáris törésmutatóhoz . Azonban a törésmutató ilyen kis változásai is észrevehetők: a fény önfókuszálásának sajátos jelenségében nyilvánulnak meg.

Tekintsünk egy pozitív nemlineáris törésmutatójú közeget. Ebben az esetben a megnövekedett fényintenzitású területek egyidejűleg megnövekedett törésmutatójú területek. Valós lézersugárzás esetén az intenzitás eloszlása ​​a sugár keresztmetszetében általában nem egyenletes: az intenzitás a tengely mentén maximális, és a sugár szélei felé simán csökken, amint az az 1. ábrán látható. 185 tömör görbék. Hasonló eloszlás a törésmutató változását is leírja egy cella keresztmetszetében nemlineáris közeggel, amelynek tengelye mentén a lézersugár terjed. A sejttengely mentén a legnagyobb törésmutató fokozatosan csökken a falai felé (szaggatott görbék a 185. ábrán).

A lézerből a tengellyel párhuzamosan kilépő, változó törésmutatójú közegbe eső sugárnyaláb abba az irányba térül el, ahol az nagyobb. Ezért a megnövekedett intenzitás az OSP cella közelében a fénysugarak koncentrációjához vezet ebben a régióban, amely vázlatosan látható a keresztmetszeteken és az 1. ábrán. 185, és ez további növekedéshez vezet. Végül a nemlineáris közegen áthaladó fénysugár effektív keresztmetszete jelentősen csökken. A fény úgy halad át, mintha egy keskeny csatornán haladna át, megnövelt törésmutatóval. Így a lézersugár szűkül, és a nemlineáris közeg intenzív sugárzás hatására konvergáló lencseként működik. Ezt a jelenséget önfókuszálásnak nevezik. Megfigyelhető például a folyékony nitrobenzolban.

Rizs. 185. A sugárzás intenzitásának és törésmutatójának megoszlása ​​a lézersugarak keresztmetszetében a küvetta bejáratánál (a), a bemeneti vég közelében (), középen (), a küvetta kimeneti végénél ( )

Átlátszó szilárd anyagok törésmutatójának meghatározása

És folyadékok

Műszerek és tartozékok: fényszűrős mikroszkóp, síkpárhuzamos lemez, kereszt formájú AB jelzéssel; refraktométer márka "RL"; folyadékok halmaza.

A munka célja: határozza meg az üveg és a folyadékok törésmutatóit.

Üveg törésmutatójának meghatározása mikroszkóppal

Az átlátszó szilárd anyag törésmutatójának meghatározásához ebből az anyagból készült sík-párhuzamos lemezt használnak jelzéssel.

A jelölés két egymásra merőleges karcolásból áll, amelyek közül az egyik (A) a lemez aljára, a második (B) a lemez felső felületére kerül. A lemezt monokromatikus fénnyel világítják meg és mikroszkóp alatt vizsgálják. Tovább
rizs. A 4.7. ábra a vizsgált lemez metszetét mutatja függőleges síkban.

Az AD és AE sugarak az üveg-levegő határfelületen történt megtörés után a DD1 és EE1 irányba mennek, és a mikroszkóp objektívébe esnek.

Az a megfigyelő, aki felülről nézi a lemezt, az A pontot látja a DD1 és EE1 sugarak folytatásának metszéspontjában, azaz. a C pontban.

Így az A pont a C pontban lévő megfigyelő számára úgy tűnik. Keressük meg a kapcsolatot a lemez anyagának n törésmutatója, d vastagsága és a lemez látszólagos vastagsága d1 között.

4.7 látható, hogy VD \u003d BCtgi, BD \u003d ABtgr, ahonnan

tgi/tgr = AB/BC,

ahol AB = d a lemezvastagság; BC = d1 látszólagos lemezvastagság.

Ha i és r szögek kicsik, akkor

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

azok. Sini/Sinr = d/d1.

A fénytörés törvényét figyelembe véve megkapjuk

A d/d1 mérése mikroszkóppal történik.

A mikroszkóp optikai sémája két rendszerből áll: egy megfigyelő rendszerből, amely egy objektívet és egy csőbe szerelt okulárt tartalmaz, valamint egy megvilágító rendszerből, amely egy tükörből és egy kivehető fényszűrőből áll. A képfókuszálás a cső mindkét oldalán található fogantyúk elforgatásával történik.

A jobb fogantyú tengelyén egy végtag mérleggel ellátott korong található.

A végtag b leolvasása a rögzített mutatóhoz viszonyítva meghatározza az objektív és a mikroszkóp tárgyasztal közötti h távolságot:

A k együttható azt jelzi, hogy a mikroszkópcső milyen magasságba mozdul el, ha a fogantyút 1°-kal elfordítják.

Az objektív átmérője ebben az összeállításban kicsi a h távolsághoz képest, így az objektívbe belépő legkülső nyaláb kis i szöget zár be a mikroszkóp optikai tengelyével.

A lemezben a fény r törési szöge kisebb, mint az i szög, azaz. szintén kicsi, ami megfelel a (4.5) feltételnek.

Munkarend

1. Helyezze a lemezt a mikroszkóp tárgyasztalára úgy, hogy az A és B ütések metszéspontja legyen (lásd az ábrát).

Törésmutató

4.7) a látómezőben volt.

2. Forgassa el az emelőszerkezet fogantyúját, hogy a csövet a legfelső helyzetbe emelje.

3. A szemlencsébe nézve lassan engedje le a mikroszkóp csövet a fogantyú forgatásával, amíg a látómezőben a B karcolás tiszta képe nem jelenik meg, amely a lemez felső felületén van. Jegyezze fel a végtag b1 jelzését, amely arányos a mikroszkóp objektív és a lemez felső széle közötti h1 távolsággal: h1 = kb1 (ábra 1).

4. Folytassa a csövet simán leengedni, amíg tiszta képet nem kap az A karcról, ami a C pontban lévő megfigyelő számára úgy tűnik. Jegyezze fel a limbus új b2 értékét. Az objektív és a lemez felső felülete közötti h1 távolság arányos b2-vel:
h2 = kb2 (4.8. ábra, b).

A B és C pontok távolsága a lencsétől egyenlő, mivel a megfigyelő egyformán tisztán látja őket.

A h1-h2 cső elmozdulása megegyezik a lemez látszólagos vastagságával (ábra).

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

5. Mérje meg a d lemezvastagságot a löketek metszéspontjában. Ehhez helyezzen egy kiegészítő üveglapot 2 a tesztlap 1 alá (4.9. ábra), és engedje le a mikroszkóp csövet, amíg a lencse (enyhén) hozzá nem ér a tesztlaphoz. Figyelje meg a végtag jelzését a1. Távolítsa el a vizsgált lemezt, és engedje le a mikroszkóp csövét, amíg az objektív hozzá nem ér a lemezhez 2.

Megjegyzés jelzés a2.

Ezzel egyidejűleg a mikroszkóp objektíve a vizsgált lemez vastagságával megegyező magasságba süllyed, azaz.

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

6. Számítsa ki a lemez anyagának törésmutatóját a képlet segítségével!

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

7. Ismételje meg az összes fenti mérést 3-5 alkalommal, számítsa ki az n átlagértéket, az rn és rn/n abszolút és relatív hibákat.

Folyadékok törésmutatójának meghatározása refraktométerrel

A törésmutatók meghatározására használt műszereket refraktométereknek nevezzük.

Általános nézet és optikai kialakítás Az RL refraktométerek az 1. ábrán láthatók. 4.10 és 4.11.

A folyadékok törésmutatójának RL refraktométerrel történő mérése a két közeg közötti interfészen áthaladó fény megtörésének jelenségén alapul. különböző mutatók fénytörés.

Fénysugár (ábra.

4.11) egy 1 forrásból (izzólámpa vagy szórt nappali fény) tükör 2 segítségével a műszerházban lévő ablakon keresztül a 3 és 4 prizmából álló kettős prizmára irányítják, amelyek törésmutatójú üvegből készültek. 1,540-ből.

A felső megvilágító prizma 3 AA felülete (ábra).

4.12, a) matt, és a folyadék szórt fénnyel való megvilágítására szolgál, amely vékony rétegben rakódik le a 3. és 4. prizma közötti résben. A 3 matt felület által szórt fény a vizsgált folyadék síkkal párhuzamos rétegén halad át. és az alsó prizma 4 robbanóanyagának átlós felületére esik különböző alá
i szögek nulla és 90° között.

A robbanásveszélyes felületen a teljes belső fényvisszaverődés jelenségének elkerülése érdekében a vizsgált folyadék törésmutatója kisebb legyen, mint a 4. prizma üvegének törésmutatója, azaz.

kevesebb, mint 1540.

A 90°-os beesési szögű fénysugarat siklósugárnak nevezzük.

A folyékony üveg határfelületén megtört csúszónyaláb a 4-es prizmába megy a törésszöget korlátozó szögnél r stb< 90о.

A csúszó gerenda törése a D pontban (lásd 4.12. ábra, a) megfelel a törvénynek

nst / nzh \u003d sinipr / sinrpr (4.11)

vagy nzh = nstsinrpr, (4.12)

mivel sinipr = 1.

A 4. prizma BC felületén a fénysugarak újra megtörnek, majd

Sini¢pr/sinr¢pr = 1/nst, (4.13)

r¢pr+i¢pr = i¢pr =a , (4.14)

ahol a a 4 prizma megtörő sugara.

A (4.12), (4.13), (4.14) egyenletrendszer együttes megoldásával olyan képletet kaphatunk, amely a vizsgált folyadék nzh törésmutatóját a sugárból kilépő nyaláb r'pr törési határszögével hozza összefüggésbe. prizma 4:

Ha a 4-es prizmából kilépő sugarak útjába helyezünk egy céltávcsövet, akkor a látómező alsó része megvilágított, a felső része pedig sötét lesz. A világos és sötét mezők határfelületét r¢pr korlátozó törésszögű sugarak alkotják. Ebben a rendszerben nincsenek r¢pr-nél kisebb törésszögű sugarak (ábra.

Ezért az r¢pr értéke és a chiaroscuro határ helyzete csak a vizsgált folyadék nzh törésmutatójától függ, mivel az nst és a állandó értékek ebben az eszközben.

Az nst, a és r¢pr ismeretében lehetséges az nzh kiszámítása a (4.15) képlet segítségével. A gyakorlatban a (4.15) képletet használják a refraktométer skála kalibrálására.

9-es skálán (lásd

rizs. 4.11), az ld = 5893 Å törésmutató értékei a bal oldalon vannak ábrázolva. A 10 - 11 szemlencse előtt egy (--) jelzéssel ellátott 8 lemez található.

Az okulár és a 8 tábla skála mentén történő mozgatásával elérhető a jelölés a sötét és világos látómező közötti elválasztó vonalhoz való igazodás.

A 9-es beosztású skála jelöléssel egybeeső osztása adja meg a vizsgált folyadék nzh törésmutatójának értékét. A 6. objektív és a 10-11. okulár egy távcsövet alkot.

A 7 forgóprizma megváltoztatja a sugár irányát, és a szemlencsébe irányítja azt.

Az üveg és a vizsgált folyadék diszperziója miatt a sötét és világos mezők közötti egyértelmű választóvonal helyett fehér fényben figyelve egy irizáló csíkot kapunk. Ennek a hatásnak a kiküszöbölésére az 5 diszperziókompenzátort a teleszkóp lencséje elé szerelik. A kompenzátor fő része egy prizma, amely három prizmából van ragasztva, és a távcső tengelyéhez képest elfordulhat.

A prizma és anyaguk törésszögét úgy választjuk meg, hogy ld = 5893 Å hullámhosszú sárga fény törés nélkül haladjon át rajtuk. Ha egy kompenzáló prizmát úgy helyezünk el a színes sugarak útjára, hogy a szórása egyenlő nagyságú, de ellentétes előjelű a mérőprizma és a folyadék szórásával, akkor a teljes diszperzió nulla lesz. Ebben az esetben a fénysugarak egy fehér nyalábbá gyűlnek össze, amelynek iránya egybeesik a korlátozó sárga sugár irányával.

Így amikor a kompenzáló prizma forog, a színárnyalat színe megszűnik. Az 5 prizmával együtt a 12 diszperziós szár a rögzített mutatóhoz képest elfordul (lásd 4.10. ábra). A végtag Z elfordulási szöge lehetővé teszi a vizsgált folyadék átlagos diszperziójának értékét.

A tárcsaskálát beosztással kell ellátni. Az ütemterv a telepítéshez mellékelve.

Munkarend

1. Emelje fel a 3. prizmát, helyezzen 2-3 csepp tesztfolyadékot a 4. prizma felületére, és engedje le a 3. prizmát (lásd 4.10. ábra).

3. Az okuláris célzással éles képet készítsen a léptékről és a látómezők közötti interfészről.

4. Az 5 kompenzátor 12 fogantyújának elforgatásával semmisítse meg a látómezők közötti felület színes elszíneződését.

Az okulárt a skála mentén mozgatva igazítsa a jelet (--) a sötét és világos mező határához, és jegyezze fel a folyadékindex értékét.

6. Vizsgálja meg a javasolt folyadékkészletet, és értékelje a mérési hibát!

7. Minden mérés után törölje le a prizmák felületét desztillált vízbe áztatott szűrőpapírral.

Ellenőrző kérdések

1.opció

Határozza meg egy közeg abszolút és relatív törésmutatóját.

2. Rajzolja meg a sugarak útját két közeg interfészén keresztül (n2> n1 és n2< n1).

3. Állítson össze összefüggést az n törésmutatóval a lemez d vastagságával és látszólagos vastagságával d¢.

4. Feladat. Egyes anyagok teljes belső visszaverődésének határszöge 30°.

Keresse meg ennek az anyagnak a törésmutatóját.

Válasz: n=2.

2. lehetőség

1. Mi a teljes belső reflexió jelensége?

2. Ismertesse az RL-2 refraktométer felépítését és működési elvét!

3. Ismertesse a kompenzátor szerepét a refraktométerben!

4. Feladat. Egy villanykörtét leeresztenek egy kerek tutaj közepéről 10 m mélyre. Keresse meg a tutaj minimális sugarát, miközben a villanykörte egyetlen sugara sem érheti el a felszínt.

Válasz: R = 11,3 m.

TÖRÉSINDEX, vagy TÖRŐTARTÓ, egy absztrakt szám, amely egy átlátszó közeg törőképességét jellemzi. A törésmutatót latin π betűvel jelöljük, és az üregből egy adott átlátszó közegbe belépő sugár beesési szöge szinuszának és a törésszög szinuszának arányaként definiálható:

n = sin α/sin β = const vagy az üregbeli fénysebesség és az adott átlátszó közegben lévő fénysebesség aránya: n = c/νλ az üregből az adott átlátszó közegbe.

A törésmutatót a közeg optikai sűrűségének mértékének tekintik

Az így meghatározott törésmutatót abszolút törésmutatónak nevezzük, ellentétben a relatív törésmutatóval.

e) megmutatja, hogy a fény terjedési sebessége hányszorosára lassul le, ha a törésmutatója áthalad, amelyet a beesési szög szinuszának és a törésszög szinuszának aránya határoz meg, amikor a sugár egy közegből halad át. sűrűség egy másik sűrűségű közeghez. A relatív törésmutató megegyezik az abszolút törésmutatók arányával: n = n2/n1, ahol n1 és n2 az első és a második közeg abszolút törésmutatója.

Az összes test abszolút törésmutatója - szilárd, folyékony és gáznemű - nagyobb egynél, és 1 és 2 között mozog, és csak ritka esetekben haladja meg a 2-es értéket.

A törésmutató mind a közeg tulajdonságaitól, mind a fény hullámhosszától függ, és a hullámhossz csökkenésével növekszik.

Ezért a p betűhöz indexet rendelünk, amely jelzi, hogy az indikátor melyik hullámhosszra vonatkozik.

TÖRÉSINDEX

Például a TF-1 üveg esetében a törésmutató a spektrum vörös részén nC=1,64210, az ibolya részében pedig nG’=1,67298.

Néhány átlátszó test törésmutatói

Levegő - 1,000292

Víz - 1,334

Éter - 1,358

Etil-alkohol - 1,363

Glicerin - 1,473

Szerves üveg (plexi) - 1, 49

benzol - 1,503

(Korona üveg - 1,5163

Fenyő (kanadai), balzsam 1,54

Nehéz koronás üveg - 1, 61 26

Tőkeüveg - 1,6164

Szén-diszulfid - 1,629

Üveg nehéz kovakő - 1, 64 75

Monobróm-naftalin - 1,66

Az üveg a legnehezebb kovakő – 1,92

Gyémánt - 2,42

A spektrum különböző részeinél a törésmutató különbsége a kromatizmus oka, i.e.

bomlás fehér fény, amikor áthalad a törő részeken - lencséken, prizmákon stb.

41. labor

Folyadékok törésmutatójának meghatározása refraktométerrel

A munka célja: folyadékok törésmutatójának meghatározása teljes belső visszaverődés módszerével refraktométerrel IRF-454B; az oldat törésmutatójának koncentrációjától való függésének vizsgálata.

Telepítési leírás

Amikor a nem monokromatikus fény megtörik, az összetevő színekre bomlik spektrummá.

Ez a jelenség egy anyag törésmutatójának a fény frekvenciától (hullámhosszától) való függéséből adódik, és fénydiszperziónak nevezik.

Egy közeg törőképességét a hullámhosszon mért törésmutatóval szokás jellemezni λ \u003d 589,3 nm (két közeli sárga vonal hullámhosszának átlaga a nátriumgőz-spektrumban).

60. Milyen módszereket alkalmaznak az atomabszorpciós elemzésben az oldatban lévő anyagok koncentrációjának meghatározására?

Ezt a törésmutatót jelöljük nD.

A variancia mértéke az átlagos variancia, amelyet a különbség ( nF-nC), Ahol nF az anyag törésmutatója egy hullámhosszon λ = 486,1 nm (kék vonal a hidrogén-spektrumban), nC az anyag törésmutatója λ - 656,3 nm (piros vonal a hidrogén spektrumában).

Egy anyag fénytörését a relatív diszperzió értékével jellemezzük: A referenciakönyvekben a relatív diszperzió reciprokát szokták megadni, pl.

e., ahol a diszperziós együttható, vagy az Abbe-szám.

A folyadékok törésmutatójának meghatározására szolgáló készülék egy refraktométerből áll IRF-454B az indikátor mérési határértékeivel; fénytörés nD 1,2 és 1,7 közötti tartományban; tesztfolyadék, törlőkendők prizmák felületének törléséhez.

Refraktométer IRF-454B egy olyan vizsgálóműszer, amelyet folyadékok törésmutatójának közvetlen mérésére, valamint a folyadékok átlagos laboratóriumi diszperziójának meghatározására terveztek.

A készülék működési elve IRF-454B a teljes belső fényvisszaverődés jelenségén alapul.

A készülék sematikus diagramja az ábrán látható. 1.

A vizsgált folyadékot az 1. és 2. prizma két lapja közé helyezzük. A 2. prizma jól polírozott felülettel AB mérő, és az 1. prizma matt felületű A1 BAN BEN1 - világítás. A fényforrásból érkező sugarak a szélére esnek A1 VAL VEL1 , megtörik, matt felületre esnek A1 BAN BEN1 és szétszórva ez a felület.

Ezután áthaladnak a vizsgált folyadék rétegén, és a felszínre esnek. AB prizma 2.

A fénytörés törvénye szerint hol és a sugarak törési szöge a folyadékban, illetve a prizmában.

A beesési szög növekedésével a törésszög is növekszik és akkor éri el maximális értékét, ha , azaz.

például amikor egy folyadékban lévő sugár átcsúszik egy felületen AB. Ennélfogva, . Így a 2 prizmából kilépő sugarak egy bizonyos szögre korlátozódnak.

A folyadékból a 2 prizmába nagy szögben érkező sugarak teljes belső visszaverődésen mennek keresztül a határfelületen ABés ne menjen át prizmán.

A vizsgált eszközön olyan folyadékokat vizsgálnak, amelyek törésmutatója kisebb, mint a 2. prizma törésmutatója, ezért a folyadék és az üveg határfelületén megtört minden irányú sugarak a prizmába kerülnek.

Nyilvánvaló, hogy a prizmának a nem átvitt sugaraknak megfelelő része elsötétül. A prizmából kilépő sugarak útján elhelyezett 4-es teleszkópban megfigyelhető a látómező világos és sötét részekre osztása.

A prizmarendszer 1-2 elforgatásával a világos és a sötét mező közötti határ a távcső okulárjának szálainak keresztjével kombinálódik. Az 1-2 prizmarendszerhez törésmutató értékekben kalibrált skálát társítunk.

A skála a cső látómezőjének alsó részén található, és ha a látómező szakaszát a szálkereszttel kombináljuk, megadja a folyadék törésmutatójának megfelelő értékét.

A szóródás miatt fehér fényben a látómező felülete színes lesz. Az elszíneződés kiküszöbölésére, valamint a vizsgált anyag átlagos diszperziójának meghatározására a 3. kompenzátort használjuk, amely két ragasztott közvetlen látó prizmarendszerből (Amici prizmák) áll.

A prizmák egyidejűleg különböző irányba forgathatók egy precíz forgó mechanikus eszközzel, ezzel megváltoztatva a kompenzátor belső diszperzióját és kiküszöbölve a látómező határának elszíneződését. optikai rendszer 4. A kompenzátorhoz egy mérleggel ellátott dob ​​csatlakozik, amely szerint meghatározzák a diszperziós paramétert, amely lehetővé teszi az anyag átlagos diszperziójának kiszámítását.

Munkarend

A készüléket úgy állítsa be, hogy a forrásból (izzólámpa) érkező fény a megvilágító prizmába kerüljön, és egyenletesen világítsa meg a látómezőt.

2. Nyissa ki a mérőprizmát.

Vigyen fel néhány csepp vizet a felületére üvegrúddal, és óvatosan zárja le a prizmát. A prizmák közötti rést egyenletesen ki kell tölteni vékony vízréteggel (erre külön figyelmet kell fordítani).

A készülék skálával ellátott csavarjával szüntesse meg a látómező elszíneződését és kapja meg éles határ fény és árnyék. Igazítsa egy másik csavar segítségével a készülék szemlencséjének referenciakeresztjéhez. Határozza meg a víz törésmutatóját a szemlencse skáláján ezred pontossággal.

Hasonlítsa össze a kapott eredményeket a vízre vonatkozó referenciaadatokkal. Ha a mért és a táblázatos törésmutató közötti különbség nem haladja meg a ± 0,001-et, akkor a mérést helyesen végeztük.

1. Feladat

1. Készítsen oldatot asztali só (NaCl) az oldhatósági határhoz közeli koncentrációval (például C = 200 g/liter).

Mérjük meg a kapott oldat törésmutatóját!

3. Az oldat egész számú hígításával kapja meg az indikátor függőségét; refrakciót az oldat koncentrációjától, és töltse ki a táblázatot. 1.

Asztal 1

Gyakorlat. Hogyan lehet csak hígítással elérni az oldat koncentrációját, amely megegyezik a maximális (kezdeti) 3/4-ével?

Nyomtatási függőségi grafikon n=n(C). A kísérleti adatok további feldolgozását a tanár utasítása szerint kell elvégezni.

Kísérleti adatok feldolgozása

a) Grafikus módszer

A grafikonból határozza meg a meredekséget BAN BEN, amely a kísérlet körülményei között az oldott anyagot és az oldószert fogja jellemezni.

2. Határozza meg az oldat koncentrációját a grafikon segítségével! NaCl a laboráns adja meg.

b) Analitikai módszer

Számítsa ki a legkisebb négyzetekkel A, BAN BENÉs SB.

A talált értékek szerint AÉs BAN BEN határozza meg az oldatkoncentráció átlagos értékét NaCl a laboráns adja meg

Ellenőrző kérdések

a fény szórása. Mi a különbség a normál és az abnormális diszperzió között?

2. Mi a teljes belső reflexió jelensége?

3. Miért lehetetlen ezzel a beállítással megmérni egy prizma törésmutatójánál nagyobb folyadék törésmutatóját?

4. Miért a prizma lapja A1 BAN BEN1 mattítani?

Degradáció, Index

Pszichológiai Enciklopédia

Egy módszer a szellemi leépülés mértékének felmérésére! a Wexler-Bellevue teszttel mért függvények. Az index azon a megfigyelésen alapul, hogy egyes képességek teszttel mért fejlettségi szintje az életkorral csökken, míg másoknak nem.

Index

Pszichológiai Enciklopédia

- egy index, egy névjegyzék, címek, stb. A pszichológiában - egy digitális mutató számszerűsítése, jelenségek jellemzése.

Mitől függ egy anyag törésmutatója?

Index

Pszichológiai Enciklopédia

1. Legáltalánosabb jelentés: bármi, ami jelölésre, azonosításra vagy irányításra szolgál; jelzések, feliratok, jelek vagy szimbólumok. 2. Egy képlet vagy szám, gyakran tényezőként kifejezve, amely valamilyen összefüggést mutat az értékek vagy a mérések, vagy a…

Társasság, Index

Pszichológiai Enciklopédia

Olyan tulajdonság, amely kifejezi az ember társaságiságát. Egy szociogram például – többek között – egy csoport különböző tagjainak szociabilitásáról ad értékelést.

Kiválasztás, Index

Pszichológiai Enciklopédia

Egy képlet egy adott teszt vagy tesztelem erejének értékelésére az egyének egymástól való megkülönböztetésében.

Megbízhatóság, Index

Pszichológiai Enciklopédia

A közötti korreláció becslését nyújtó statisztika tényleges értékeket a tesztből kapott, és az elméletileg helyes értékeket.

Ezt az indexet r értékeként adjuk meg, ahol r a számított biztonsági tényező.

Előrejelzési hatékonyság, index

Pszichológiai Enciklopédia

Annak mértéke, hogy az egyik változóra vonatkozó ismeretek milyen mértékben használhatók fel egy másik változóra vonatkozó előrejelzések készítésére, feltéve, hogy ezeknek a változóknak a korrelációja ismert. Általában szimbolikus formában ezt E-vel fejezzük ki, az indexet 1 - ((...

Szavak, Index

Pszichológiai Enciklopédia

Általános kifejezés a szavak írott és/vagy beszélt nyelvben való szisztematikus előfordulási gyakoriságára.

Az ilyen indexek gyakran meghatározott nyelvi területekre korlátozódnak, pl. első osztályos tankönyvekre, szülő-gyermek interakciókra. A becslések azonban ismertek...

Testszerkezetek, Index

Pszichológiai Enciklopédia

Eysenck által javasolt testmérés a magasság és a mellkaskörfogat aránya alapján.

Azokat, akiknek a pontszáma a "normális" tartományba esett, belül mezomorfoknak nevezték szórás vagy átlag feletti - leptomorfok és a szóráson belül vagy ...

A №24 ELŐADÁSHOZ

"MŰSZERES ANALÍZIS MÓDSZEREK"

REFRAKTOMETRIA.

Irodalom:

1. V.D. Ponomarev" Analitikai kémia» 1983 246-251

2. A.A. Ishchenko "Analitikai kémia", 2004, 181-184.

REFRAKTOMETRIA.

A refraktometria az egyik legegyszerűbb fizikai módszerek minimális mennyiségű analittal, és nagyon rövid időn belül elvégezhető.

Refraktometria- a fénytörés vagy fénytörés jelenségén alapuló módszer i.e.

a fény terjedési irányának változása az egyik közegből a másikba való átmenet során.

A fénytörés, valamint a fényelnyelés a közeggel való kölcsönhatás következménye.

A refraktometria szó jelentése dimenzió fénytörés, amelyet a törésmutató értékével becsülnek meg.

Törésmutató értéke n attól függ

1) az anyagok és rendszerek összetételéről,

2) innen milyen koncentrációban és milyen molekulákkal találkozik a fénysugár útjában, mert

A fény hatására a különböző anyagok molekulái eltérő módon polarizálódnak. Ezen a függőségen alapul a refraktometriás módszer.

Ennek a módszernek számos előnye van, melynek eredményeként széles körben alkalmazható mind a kémiai kutatásban, mind a technológiai folyamatok irányításában.

1) A mérési törésmutatók magasak egyszerű folyamat, amelyet pontosan és minimális idő és anyagmennyiség felhasználásával hajtanak végre.

2) A refraktométerek általában 10%-os pontosságot biztosítanak a fény törésmutatójának és az analittartalomnak a meghatározásában.

A refraktometriás módszer a hitelesség és tisztaság ellenőrzésére, azonosítására szolgál egyedi anyagok, szerves és szervetlen vegyületek szerkezetének meghatározására az oldatok vizsgálata során.

A refraktometriát kétkomponensű oldatok összetételének meghatározására és háromkomponensű rendszerek esetén alkalmazzák.

A módszer fizikai alapja

TÖRÉSJELZŐ.

Minél nagyobb a fénysugár eltérése az eredeti irányától, amikor egyik közegből a másikba megy át, annál nagyobb a különbség a fény terjedési sebessége között két

ezeket a környezeteket.

Tekintsük egy fénysugár törését bármely két átlátszó közeg I és II határán (lásd az ábrát).

Rizs.). Egyezzünk meg abban, hogy a II. közegnek nagyobb a törőereje, és ezért n1És n2- a megfelelő közeg fénytörését mutatja. Ha az I közeg nem vákuum és nem levegő, akkor a fénysugár beesési szögének sin és a törésszög sin aránya adja az n rel relatív törésmutató értékét. Az n rel értéke.

Mi az üveg törésmutatója? És mikor kell tudni?

a vizsgált közeg törésmutatóinak arányaként is definiálható.

nrel. = —— = —

A törésmutató értéke attól függ

1) az anyagok természete

Az anyag természetét ebben az esetben molekuláinak fény hatására deformálhatósága - a polarizálhatóság mértéke - határozza meg.

Minél intenzívebb a polarizálhatóság, annál erősebb a fénytörés.

2)beeső fény hullámhossza

A törésmutató mérését 589,3 nm-es fényhullámhosszon (a nátrium-spektrum D vonala) végezzük.

A törésmutatónak a fény hullámhosszától való függését diszperziónak nevezzük.

Minél rövidebb a hullámhossz, annál nagyobb a fénytörés. Ezért a különböző hullámhosszú sugarak eltérően törnek meg.

3)hőfok amelynél a mérés történik. A törésmutató meghatározásának előfeltétele a hőmérsékleti rendszer betartása. A meghatározást jellemzően 20±0,30 C-on végezzük.

A hőmérséklet emelkedésével a törésmutató csökken, a hőmérséklet csökkenésével pedig nő..

A hőmérséklet-korrekciót a következő képlet segítségével számítjuk ki:

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

nt- Viszlát törésmutató egy adott hőmérsékleten,

n20 - törésmutató 200°C-on

A hőmérséklet hatása a gázok és folyadékok törésmutatóira a térfogattágulási együttható értékeivel függ össze.

Az összes gáz és folyadék térfogata melegítéskor növekszik, a sűrűség csökken, és ennek következtében az indikátor csökken

A 200 C-on mért törésmutatót és 589,3 nm-es fényhullámhosszt az index jelzi nD20

Egy homogén kétkomponensű rendszer törésmutatójának állapotától való függését kísérleti úton állapítják meg, számos szabványos rendszer (például oldatok) törésmutatójának meghatározásával, amelyekben az összetevők tartalma ismert.

4) az anyag koncentrációja az oldatban.

Sokaknak vizes oldatok anyagoknál a törésmutatók különböző koncentrációkban és hőmérsékleteken megbízhatóan mérhetők, és ezekben az esetekben használhatja a referencia refraktometriás táblázatok.

A gyakorlat azt mutatja, hogy ha az oldott anyag tartalma nem haladja meg a 10-20%-ot, akkor a grafikus módszer mellett nagyon sok esetben lehet alkalmazni. lineáris egyenlet típus:

n=nem+FC,

n- az oldat törésmutatója,

nem a tiszta oldószer törésmutatója,

C— az oldott anyag koncentrációja, %

F-empirikus együttható, melynek értéke megtalálható

ismert koncentrációjú oldatok törésmutatóinak meghatározásával.

REFRAKTOMÉTEREK.

A refraktométerek a törésmutató mérésére használt eszközök.

Ezeknek a műszereknek 2 típusa van: Abbe típusú refraktométer és Pulfrich típusú. Mind ezekben, mind más esetekben a mérések a törésszög határértékének meghatározásán alapulnak. A gyakorlatban különféle rendszerek refraktométereit használják: laboratóriumi RL, univerzális RLU stb.

A desztillált víz törésmutatója n0 = 1,33299, a gyakorlatban ezt a mutatót n0-nak tekintik. =1,333.

A refraktométerek működési elve a törésmutató meghatározásán alapul a korlátozó szög módszerrel (a teljes fényvisszaverődés szöge).

Kézi refraktométer

Refraktométer Abbe

TÖRÉSJELZŐ(törésmutató) - optikai. kapcsolódó környezeti jellemzők fénytörés két átlátszó optikailag homogén és izotróp közeg határfelületén az egyik közegből a másikba való átmenet során, valamint a közegben a fényterjedés fázissebességeinek különbsége miatt. A P. p. értéke megegyezik ezen sebességek arányával. relatív

P. o. ezeknek a környezeteknek. Ha fény esik a második vagy az első közegre (ahonnan a fény terjedési sebessége Val vel), akkor a mennyiségek ezeknek a környezeteknek abszolút P. p. Ebben az esetben a törés törvénye olyan formában írható fel, ahol és a beesési és törési szögek.

Az abszolút P.p nagysága az anyag természetétől és szerkezetétől, aggregációs állapotától, hőmérsékletétől, nyomásától stb. függ. Nagy intenzitás esetén a p.p. függ a fény intenzitásától (lásd. nemlineáris optika). Számos anyagban a P. p. megváltozik külső hatás hatására. elektromos mezők ( Kerr effektus- folyadékokban és gázokban; elektro-optikai Pockels hatás- kristályokban).

Egy adott közeg esetében az abszorpciós sáv a fény l hullámhosszától függ, és az abszorpciós sávok tartományában ez a függés anomális (lásd az 1. ábrát). Könnyű diszperzió). régióban a PP szinte minden közegnél közel 1, a látható tartományban folyadékok és szilárd anyagok- körülbelül 1,5; az IR régióban számos transzparens közeghez 4.0 (Ge esetén).

Megvilágított.: Landsberg G. S., Optika, 5. kiadás, M., 1976; Sivukhin D.V., Általános tanfolyam, 2. kiadás, [köt. 4] - Optika, M., 1985. V. I. Malysev,

Az optika a fizika egyik legrégebbi ága. Az ókori Görögország óta sok filozófus érdeklődik a fény mozgásának és terjedésének törvényei iránt különféle átlátszó anyagokban, például vízben, üvegben, gyémántban és levegőben. Ebben a cikkben a fénytörés jelenségét vizsgáljuk, a figyelem a levegő törésmutatójára összpontosul.

Fénysugártörés hatás

Életében mindenki több százszor találkozott ezzel a hatással, amikor egy tározó fenekére nézett, vagy egy pohár vizet, amelybe valamilyen tárgyat helyeztek. Ugyanakkor a tározó nem tűnt olyan mélynek, mint valójában, és a tárgyak egy pohár vízben deformálódtak vagy eltörtek.

A fénytörés jelensége abban áll, hogy megszakad az egyenes vonalú pályája, amikor áthalad két átlátszó anyag határfelületén. A nagyszámú kísérleti adatot összegezve a 17. század elején a holland Willebrord Snell megszerezte matematikai kifejezés, amely pontosan leírta ezt a jelenséget. Ez a kifejezés a következő formában van írva:

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

Itt n 1 , n 2 a megfelelő anyagban lévő fény abszolút törésmutatói, θ 1 és θ 2 a beeső és megtört nyalábok és a sugár metszéspontján áthúzott határfelületi síkra merőleges szögek. és ez a gép.

Ezt a képletet Snell vagy Snell-Descartes törvényének nevezik (a francia írta le a bemutatott formában, a holland nem szinuszokat, hanem hosszegységeket használt).

E képlet mellett a fénytörés jelenségét egy másik, geometriai természetű törvény írja le. Ez abban rejlik, hogy a síkra merőlegesen jelölt és két sugár (megtört és beeső) egy síkban van.

Abszolút törésmutató

Ez az érték szerepel a Snell-képletben, és értéke fontos szerepet játszik. Matematikailag az n törésmutató a következő képletnek felel meg:

A c szimbólum az elektromágneses hullámok sebessége vákuumban. Körülbelül 3*10 8 m/s. A v érték a fény sebessége a közegben. Így a törésmutató a fény lelassulásának mértékét tükrözi egy közegben a levegőtlen térhez képest.

A fenti képletből két fontos következtetés következik:

• n értéke mindig nagyobb, mint 1 (vákuum esetén eggyel egyenlő);
• ez egy dimenzió nélküli mennyiség.

Például a levegő törésmutatója 1,00029, míg a vízé 1,33.

A törésmutató nem állandó érték egy adott közegnél. A hőmérséklettől függ. Ezenkívül az elektromágneses hullám minden egyes frekvenciájának megvan a maga jelentése. Tehát a fenti számok 20 o C-os hőmérsékletnek és a látható spektrum sárga részének (hullámhossz - kb. 580-590 nm) felelnek meg.

Az n értékének a fényfrekvenciától való függése abban nyilvánul meg, hogy a fehér fény prizmával több színre bomlik, valamint szivárvány képződik az égen nagy esőzéskor.

A fény törésmutatója a levegőben

Értékét (1,00029) már fentebb megadtuk. Mivel a levegő törésmutatója csak a negyedik tizedesjegyben tér el a nullától, ezért gyakorlati feladatok megoldásához egyenértékűnek tekinthető. A levegő és az egység közötti kis n különbség azt jelzi, hogy a fényt gyakorlatilag nem lassítják a levegőmolekulák, ami a viszonylag alacsony sűrűségéhez kapcsolódik. Így a levegő átlagos sűrűsége 1,225 kg/m 3, azaz több mint 800-szor könnyebb, mint az édesvíz.

A levegő optikailag vékony közeg. Maga az anyagban a fénysebesség lassításának folyamata kvantum jellegű, és az anyag atomjai által a fotonok abszorpciójával és kibocsátásával kapcsolatos.

A levegő összetételének változása (például a vízgőz tartalmának növekedése) és a hőmérséklet változása a törésmutató jelentős változásához vezet. Szembetűnő példa a délibáb hatása a sivatagban, amely a levegőrétegek törésmutatóinak különbsége miatt következik be. különböző hőmérsékletek.

üveg-levegő interfész

Az üveg sokkal sűrűbb közeg, mint a levegő. Abszolút törésmutatója 1,5 és 1,66 között van, az üveg típusától függően. Ha az 1,55 átlagértéket vesszük, akkor a sugár törése a levegő-üveg határfelületen a következő képlettel számítható ki:

sin (θ 1) / sin (θ 2) \u003d n 2 / n 1 \u003d n 21 \u003d 1,55.

Az n 21 értéket a levegő-üveg relatív törésmutatójának nevezzük. Ha a sugár kilép az üvegből a levegőbe, akkor a következő képletet kell használni:

sin (θ 1) / sin (θ 2) \u003d n 2 / n 1 \u003d n 21 \u003d 1 / 1,55 \u003d 0,645.

Ha ez utóbbi esetben a megtört nyaláb szöge 90 o , akkor a megfelelőt kritikusnak nevezzük. Az üveg-levegő határnál ez egyenlő:

θ 1 \u003d arcsin (0,645) \u003d 40,17 o.

Ha a sugár 40,17 o-nál nagyobb szöggel esik az üveg-levegő határfelületre, akkor az teljesen visszaverődik az üvegbe. Ezt a jelenséget "teljes belső reflexiónak" nevezik.

A kritikus szög csak akkor áll fenn, ha a nyaláb sűrű közegből mozog (üvegből levegőbe, de fordítva nem).

A közegnek a vákuumhoz viszonyított törésmutatóját, azaz a fénysugarak vákuumból közegbe való átmenetének esetére abszolútnak nevezzük, és a (27.10) képlettel határozzuk meg: n=c/v.

A számítások során az abszolút törésmutatókat a táblázatokból veszik, mivel ezek értékét kísérletekkel meglehetősen pontosan határozzák meg. Mivel c nagyobb, mint v, akkor az abszolút törésmutató mindig nagyobb az egységnél.

Ha a fénysugárzás a vákuumból egy közegbe megy át, akkor a törés második törvényének képlete a következő:

sin i/sin β = n. (29,6)

A (29.6) képletet a gyakorlatban is gyakran használják, amikor a sugarak levegőből közegbe jutnak, mivel a fény terjedési sebessége a levegőben nagyon kevéssé különbözik c-től. Ez abból látszik, hogy a levegő abszolút törésmutatója 1,0029.

Amikor a nyaláb a közegből vákuumba (levegőbe) kerül, akkor a törés második törvényének képlete a következő:

sin i/sin β = 1/n. (29,7)

Ebben az esetben a sugarak, amikor elhagyják a közeget, szükségszerűen eltávolodnak a közeg és a vákuum határfelületére merőlegestől.

Nézzük meg, hogyan találhatja meg az n21 relatív törésmutatót az abszolút törésmutatókból. Hagyja, hogy a fény az n1 abszolút indexű közegből az n2 abszolút indexű közegbe jusson. Ekkor n1 = c/V1 ésn2 = s/v2, honnan:

n2/n1=v1/v2=n21. (29,8)

A törés második törvényének képletét ilyen esetekre gyakran a következőképpen írják le:

sini/sinβ = n2/n1. (29,9)

Emlékezzünk erre Maxwell elmélet abszolút kitevője relációból kereshető a fénytörés: n = √(με). Mivel a fénysugárzásnak átlátszó anyagoknál μ gyakorlatilag egyenlő az egységgel, feltételezhetjük, hogy:

n = √ε. (29.10)

Mivel az oszcillációs frekvencia be fénysugárzás 10 14 Hz-es nagyságrendű, a viszonylag nagy tömegű dielektrikumban sem a dipólusoknak, sem az ionoknak nincs idejük ilyen frekvenciával helyzetüket megváltoztatni, és az anyag dielektromos tulajdonságait ilyen körülmények között csak az elektron határozza meg. atomjainak polarizációja. Ez magyarázza az ε= érték közötti különbségetn 2 from (29.10) és ε st az elektrosztatikában. Tehát víz esetén ε \u003d n 2 \u003d 1,77, és ε st = 81; az ionos szilárd dielektrikum NaCl ε=2,25, és ε st=5,6. Ha egy anyag homogén atomokból vagy nem poláros molekulákból áll, azaz nincs sem ionja, sem természetes dipólusa, akkor a polarizációja csak elektronikus lehet. Hasonló anyagok esetén a (29.10) ε és az ε st egybeesnek. Ilyen anyag például a gyémánt, amely csak szénatomokból áll.

Megjegyzendő, hogy az abszolút törésmutató értéke az anyag típusán kívül a rezgési frekvenciától, vagy a sugárzás hullámhosszától is függ. . A hullámhossz csökkenésével a törésmutató általában nő.