Havoning sindirish ko'rsatkichi 1. Yorug'likning sinish qonuni. Absolyut va nisbiy sindirish ko'rsatkichlari. Umumiy ichki aks ettirish

Keling, sinishi qonunini shakllantirishda 81-§da biz kiritgan sinishi ko'rsatkichini batafsilroq ko'rib chiqaylik.

Sinishi ko'rsatkichi optik xususiyatlarga va nur tushadigan muhitga va u kiradigan muhitga bog'liq. Vakuumdan yorug'lik muhitga tushganda olinadigan sindirish ko'rsatkichi bu muhitning absolyut sindirish ko'rsatkichi deyiladi.

Guruch. 184. Ikki muhitning nisbiy sinishi ko'rsatkichi:

Mutlaq bo'lsin sindirish ko'rsatkichi birinchi muhit va ikkinchi muhit -. Birinchi va ikkinchi muhit chegarasidagi sinishi hisobga olinsa, biz birinchi muhitdan ikkinchi muhitga o'tish paytida sinishi ko'rsatkichi, nisbiy sinishi indeksi deb ataladiganligiga ishonch hosil qilamiz. nisbatiga teng Ikkinchi va birinchi muhitning mutlaq sinishi ko'rsatkichlari:

(184-rasm). Aksincha, ikkinchi muhitdan birinchisiga o'tishda biz nisbiy sindirish ko'rsatkichiga ega bo'lamiz

Ikki muhitning nisbiy sindirish ko'rsatkichi va ularning mutlaq sinishi ko'rsatkichlari o'rtasidagi o'rnatilgan bog'liqlik, xuddi teskarilik qonunida bo'lgani kabi, nazariy jihatdan ham yangi tajribalarsiz olinishi mumkin (§82),

Sinishi ko'rsatkichi yuqori bo'lgan muhit optik jihatdan zichroq deyiladi. Har xil muhitning havoga nisbatan sinishi indeksi odatda o'lchanadi. Havoning mutlaq sindirish ko'rsatkichi . Shunday qilib, har qanday muhitning mutlaq sinishi ko'rsatkichi uning havoga nisbatan sinishi ko'rsatkichi bilan formula bo'yicha bog'liq.

Jadval 6. Har xil moddalarning havoga nisbatan sinishi ko'rsatkichi

Suyuqliklar		Qattiq moddalar
Modda		Modda

etanol
uglerod disulfidi
Glitserin		Shisha (engil toj)
suyuq vodorod		Shisha (og'ir chaqmoq tosh)
suyuq geliy

Sinishi ko'rsatkichi yorug'likning to'lqin uzunligiga, ya'ni rangiga bog'liq. Turli xil ranglar turli xil sinishi ko'rsatkichlariga mos keladi. Dispersiya deb ataladigan bu hodisa o'ynaydi muhim rol optikada. Biz bu hodisani keyingi boblarda qayta-qayta ko'rib chiqamiz. Jadvalda keltirilgan ma'lumotlar. 6, sariq chiroqqa qarang.

Shunisi qiziqki, aks ettirish qonuni sinishi qonuni bilan bir xil shaklda rasmiy ravishda yozilishi mumkin. Eslatib o'tamiz, biz har doim mos keladigan nurga perpendikulyar burchaklarni o'lchashga kelishib oldik. Shuning uchun, biz qarama-qarshi belgilarga ega bo'lish uchun tushish burchagi va aks ettirish burchagini hisobga olishimiz kerak, ya'ni. aks ettirish qonunini quyidagicha yozish mumkin

(83.4) ni sinish qonuni bilan solishtirsak, aks ettirish qonunini da sinishi qonunining alohida holi sifatida ko'rish mumkinligini ko'ramiz. Ko'zgu va sinish qonunlari o'rtasidagi bu rasmiy o'xshashlik yechishda katta foyda keltiradi amaliy vazifalar.

Oldingi taqdimotda sinishi ko'rsatkichi u orqali o'tadigan yorug'lik intensivligiga bog'liq bo'lmagan muhitning doimiysi ma'nosiga ega edi. Sinishi indeksining bunday talqini juda tabiiy, ammo zamonaviy lazerlar yordamida yuqori nurlanish intensivligiga erishish mumkin bo'lsa, bu oqlanmaydi. Kuchli yorug'lik nurlanishi o'tadigan muhitning xususiyatlari, bu holda, uning intensivligiga bog'liq. Ular aytganidek, vosita chiziqli bo'lmagan bo'ladi. Muhitning nochiziqliligi, xususan, yuqori intensivlikdagi yorug'lik to'lqinining sinishi ko'rsatkichini o'zgartirishida namoyon bo'ladi. Sinishi indeksining nurlanish intensivligiga bog'liqligi shaklga ega

Bu erda odatiy sindirish ko'rsatkichi, a - chiziqli bo'lmagan sinishi ko'rsatkichi va proportsionallik omili. Ushbu formuladagi qo'shimcha atama ijobiy yoki salbiy bo'lishi mumkin.

Sinishi indeksidagi nisbiy o'zgarishlar nisbatan kichikdir. Chiziqli bo'lmagan sinishi indeksi uchun. Biroq, sinishi indeksidagi bunday kichik o'zgarishlar ham sezilarli: ular yorug'likning o'z-o'ziga qaratilishining o'ziga xos hodisasida namoyon bo'ladi.

Musbat chiziqli bo'lmagan sinishi indeksiga ega bo'lgan muhitni ko'rib chiqing. Bunday holda, yorug'lik intensivligining ortib borayotgan joylari bir vaqtning o'zida o'sib borayotgan sinishi indeksining joylari hisoblanadi. Odatda, haqiqiy lazer nurlanishida nurning kesishishi bo'yicha intensivlikning taqsimlanishi bir xil emas: intensivlik o'q bo'ylab maksimal bo'ladi va rasmda ko'rsatilganidek, nurning chetlariga qarab silliq ravishda kamayadi. 185 qattiq egri chiziq. Shunga o'xshash taqsimot, shuningdek, lazer nurlari o'qi bo'ylab tarqaladigan chiziqli bo'lmagan muhitga ega bo'lgan hujayraning kesishishi bo'yicha sinishi ko'rsatkichining o'zgarishini ham tavsiflaydi. Hujayra o'qi bo'ylab eng katta bo'lgan sinishi ko'rsatkichi uning devorlariga qarab asta-sekin kamayadi (185-rasmdagi chiziqli egri chiziqlar).

Lazerdan o'qga parallel ravishda chiqadigan, o'zgaruvchan sinishi indeksiga ega bo'lgan muhitga tushadigan nurlar dastasi kattaroq bo'lgan tomonga buriladi. Shuning uchun OSP xujayrasi yaqinida kuchaygan intensivlik bu mintaqada yorug'lik nurlarining kontsentratsiyasiga olib keladi, bu tasavvurlar va shaklda sxematik tarzda ko'rsatilgan. 185, va bu yanada o'sishiga olib keladi. Oxir-oqibat, chiziqli bo'lmagan muhitdan o'tadigan yorug'lik nurining samarali kesimi sezilarli darajada kamayadi. Yorug'lik sinishi ko'rsatkichi oshgan tor kanaldan o'tadi. Shunday qilib, lazer nurlari torayadi va chiziqli bo'lmagan muhit kuchli nurlanish ta'sirida birlashtiruvchi linza vazifasini bajaradi. Bu hodisa o'z-o'ziga qaratilgan deb ataladi. Buni, masalan, suyuq nitrobenzolda kuzatish mumkin.

Guruch. 185. Kyuvetaga kiraverishda (a), kirish uchi yaqinida (), o'rtada (), kyuvetaning chiqish uchi yaqinida () nurlarning lazer nurlari kesimi bo'yicha nurlanish intensivligi va sindirish ko'rsatkichining taqsimlanishi. )

Keling, sinishi qonunini shakllantirishda 81-§da biz kiritgan sinishi ko'rsatkichini batafsilroq ko'rib chiqaylik.

Guruch. 184. Ikki muhitning nisbiy sinishi ko'rsatkichi:

Birinchi muhitning absolyut sindirish ko'rsatkichi va ikkinchi muhit - bo'lsin. Birinchi va ikkinchi muhit chegarasidagi sindirishni hisobga olsak, biz birinchi muhitdan ikkinchi muhitga o'tish paytida nisbiy sinishi ko'rsatkichi deb ataladigan mutlaq sinishi ko'rsatkichlari nisbatiga teng ekanligiga ishonch hosil qilamiz. ikkinchi va birinchi ommaviy axborot vositalari:

(184-rasm). Aksincha, ikkinchi muhitdan birinchisiga o'tishda biz nisbiy sindirish ko'rsatkichiga ega bo'lamiz

Jadval 6. Har xil moddalarning havoga nisbatan sinishi ko'rsatkichi

Sinishi ko'rsatkichi yorug'likning to'lqin uzunligiga, ya'ni rangiga bog'liq. Turli xil ranglar turli xil sinishi ko'rsatkichlariga mos keladi. Dispersiya deb ataladigan bu hodisa optikada muhim rol o'ynaydi. Biz bu hodisani keyingi boblarda qayta-qayta ko'rib chiqamiz. Jadvalda keltirilgan ma'lumotlar. 6, sariq chiroqqa qarang.

Bu erda odatiy sindirish ko'rsatkichi, a - chiziqli bo'lmagan sinishi ko'rsatkichi va proportsionallik omili. Ushbu formuladagi qo'shimcha atama ijobiy yoki salbiy bo'lishi mumkin.

Shaffof qattiq jismlarning sindirish ko'rsatkichini aniqlash

Va suyuqliklar

Asboblar va aksessuarlar: yorug'lik filtrli mikroskop, xoch shaklida AB belgisi bo'lgan tekislik-parallel plastinka; "RL" markali refraktometr; suyuqliklar to'plami.

Ishning maqsadi: shisha va suyuqliklarning sindirish ko'rsatkichlarini aniqlang.

Mikroskop yordamida shishaning sindirish ko'rsatkichini aniqlash

Shaffof qattiq jismning sindirish ko'rsatkichini aniqlash uchun ushbu materialdan markali tekis-parallel plastinka qo'llaniladi.

Belgi ikkita o'zaro perpendikulyar chizishdan iborat bo'lib, ulardan biri (A) pastki qismga, ikkinchisi (B) - plastinkaning yuqori yuzasiga qo'llaniladi. Plastinka monoxromatik yorug'lik bilan yoritiladi va mikroskop ostida tekshiriladi. Yoniq
guruch. 4.7-rasmda tekshirilayotgan plastinkaning vertikal tekislik kesimi ko'rsatilgan.

AD va AE nurlari shisha-havo interfeysida singandan so'ng DD1 va EE1 yo'nalishlariga borib, mikroskop ob'ektiviga tushadi.

Yuqoridan plastinkaga qaragan kuzatuvchi DD1 va EE1 nurlarining davomi kesishmasida A nuqtani ko'radi, ya'ni. C nuqtasida.

Shunday qilib, A nuqta C nuqtada joylashgan kuzatuvchiga ko'rinadi. Plastinka materialining sindirish ko'rsatkichi n, qalinligi d va plastinkaning ko'rinadigan qalinligi d1 o'rtasidagi bog'liqlikni topamiz.

4.7 dan ko'rinib turibdiki, VD \u003d BCtgi, BD \u003d ABtgr, qaerdan

tgi/tgr = AB/BC,

bu erda AB = d - plastinka qalinligi; BC = d1 ko'rinadigan plastinka qalinligi.

Agar i va r burchaklar kichik bo'lsa, u holda

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

bular. Sini/Sinr = d/d1.

Yorug'likning sinishi qonunini hisobga olib, biz olamiz

d/d1 ni o'lchash mikroskop yordamida amalga oshiriladi.

Mikroskopning optik sxemasi ikkita tizimdan iborat: ob'ektiv va naychaga o'rnatilgan okulyarni o'z ichiga olgan kuzatish tizimi va oyna va olinadigan yorug'lik filtridan iborat yoritish tizimi. Tasvirni fokuslash trubaning ikkala tomonida joylashgan tutqichlarni aylantirish orqali amalga oshiriladi.

O'ng tutqichning o'qida limb shkalasi bo'lgan disk mavjud.

Qo'zg'almas ko'rsatkichga nisbatan a'zodagi b ko'rsatkichi ob'ektivdan mikroskop bosqichigacha bo'lgan h masofani aniqlaydi:

K koeffitsienti dastagi 1° ga aylantirilganda mikroskop trubkasi qanday balandlikka harakatlanishini bildiradi.

Ushbu o'rnatishdagi ob'ektivning diametri h masofaga nisbatan kichikdir, shuning uchun ob'ektivga kiradigan eng tashqi nur mikroskopning optik o'qi bilan kichik burchak i ni hosil qiladi.

Plastinkadagi yorug'likning sinishi r burchagi i burchakdan kichik, ya'ni. ham kichik, bu (4.5) shartga mos keladi.

Ish tartibi

1. Plitani mikroskop stendiga shunday qo'yingki, A va B zarbalarining kesishish nuqtasi (rasmga qarang).

Sinishi indeksi

4.7) ko'rish sohasida edi.

2. Naychani yuqori holatga ko'tarish uchun ko'tarish mexanizmining tutqichini aylantiring.

3. Okuyarga qarab, ko'rish sohasida plastinkaning yuqori yuzasiga qo'llaniladigan tirnalgan B ning aniq tasviri olinmaguncha, tutqichni aylantirib, mikroskop trubkasini sekin tushiring. Mikroskop ob'ektividan plastinkaning yuqori chetigacha bo'lgan h1 masofasiga proportsional bo'lgan a'zoning b1 ko'rsatkichini yozing: h1 = kb1 (1-rasm).

4. S nuqtasida joylashgan kuzatuvchiga ko'rinadigan A tirnalishning aniq tasviri olinmaguncha trubkani silliq ravishda tushirishni davom eting. Limbusning yangi b2 ko'rsatkichini yozib oling. Ob'ektivdan plastinkaning yuqori yuzasigacha bo'lgan masofa h1 b2 ga proportsional:
h2 = kb2 (4.8-rasm, b).

B va C nuqtalardan linzagacha bo'lgan masofalar teng, chunki kuzatuvchi ularni bir xil darajada aniq ko'radi.

Naychaning h1-h2 siljishi plastinkaning ko'rinadigan qalinligiga teng (1-rasm).

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

5. Plitaning qalinligi d ni zarbalar kesishmasida o'lchang. Buning uchun 1-rasm (4.9-rasm) ostiga yordamchi shisha plastinka 2 qo'ying va linza tekshiriluvchi plastinkaga tegguncha (bir oz) mikroskop trubkasini tushiring. a1 a'zosining ko'rsatkichiga e'tibor bering. O'rganilayotgan plastinkani olib tashlang va mikroskop trubkasini ob'ektiv plastinkaga tegguncha tushiring.

Eslatma belgisi a2.

Shu bilan birga, mikroskop ob'ektivi o'rganilayotgan plastinkaning qalinligiga teng balandlikka tushadi, ya'ni.

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

6. Formuladan foydalanib, plastinka materialining sindirish ko'rsatkichini hisoblang

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

7. Yuqoridagi barcha o'lchovlarni 3-5 marta takrorlang, o'rtacha qiymatni hisoblang n, mutlaq va nisbiy xatolar rn va rn/n.

Refraktometr yordamida suyuqliklarning sindirish ko'rsatkichini aniqlash

Sindirish ko'rsatkichlarini aniqlash uchun ishlatiladigan asboblar refraktometrlar deb ataladi.

Umumiy ko'rinish va optik dizayn RL refraktometri rasmda ko'rsatilgan. 4.10 va 4.11.

RL refraktometri yordamida suyuqliklarning sinishi indeksini o'lchash ikkita muhit orasidagi interfeys orqali o'tgan yorug'likning sinishi fenomeniga asoslanadi. turli ko'rsatkichlar sinishi.

Nur nurlari (rasm.

4.11) 1-manbadan (cho‘g‘lanma lampa yoki diffuz kunduzgi yorug‘lik) oyna 2 yordamida asbob korpusidagi deraza orqali sindirish ko‘rsatkichli shishadan yasalgan 3 va 4 prizmalardan iborat qo‘sh prizmaga yo‘naltiriladi. 1.540 dan.

Yuqori yorug'lik prizmasining AA yuzasi 3 (1-rasm).

4.12, a) mat bo'lib, suyuqlikni 3 va 4 prizmalar orasidagi bo'shliqda yupqa qatlamda yotqizilgan tarqoq nur bilan yoritishga xizmat qiladi. Mat yuza 3 tomonidan tarqalgan yorug'lik o'rganilayotgan suyuqlikning tekis-parallel qatlamidan o'tadi. va turli ostida pastki prizma 4 portlovchi diagonal yuziga tushadi
burchaklar i noldan 90° gacha.

Yorug'likning portlovchi sirtda to'liq ichki aks etishi fenomenini oldini olish uchun tekshirilayotgan suyuqlikning sinishi ko'rsatkichi 4-prizma oynasining sinishi ko'rsatkichidan kam bo'lishi kerak, ya'ni.

1540 dan kam.

90 ° tushish burchagi bo'lgan yorug'lik nurlari sirpanish nurlari deb ataladi.

Suyuq shisha interfeysida singan toymasin nur sinishining cheklovchi burchagida 4-prizmada boradi. r va boshqalar< 90о.

D nuqtada toymasin nurning sinishi (4.12, a-rasmga qarang) qonunga bo'ysunadi.

nst / nzh \u003d sinipr / sinrpr (4.11)

yoki nzh = nstsinrpr, (4.12)

chunki sinipr = 1.

4-prizmaning BC yuzasida yorug'lik nurlari qayta sinadi va keyin

Sini¢pr/sinr¢pr = 1/ nst, (4.13)

r¢pr+i¢pr = i¢pr =a , (4.14)

bu yerda a - prizmaning sindiruvchi nuri 4.

(4.12), (4.13), (4.14) tenglamalar sistemasini birgalikda yechib, o'rganilayotgan suyuqlikning nzh sindirish ko'rsatkichini to'g'ridan-to'g'ri chiziqdan chiqqan nurning r'pr cheklash sinishi burchagi bilan bog'lovchi formulani olishimiz mumkin. prizma 4:

Agar 4-prizmadan chiqadigan nurlar yo'lida dog'ni aniqlash ob'ekti o'rnatilsa, u holda uning ko'rish maydonining pastki qismi yoritilgan, yuqori qismi esa qorong'i bo'ladi. Yorug'lik va qorong'u maydonlar orasidagi interfeys cheklovchi sinishi burchagi r¢pr bo'lgan nurlar orqali hosil bo'ladi. Ushbu tizimda sinish burchagi r¢pr dan kichik bo'lgan nurlar yo'q (1-rasm).

Shunday qilib, r¢pr qiymati va chiaroscuro chegarasining pozitsiyasi faqat o'rganilayotgan suyuqlikning nzh sinishi ko'rsatkichiga bog'liq, chunki nst va a bu qurilmada doimiy qiymatlardir.

Nst, a va r¢pr ni bilgan holda (4.15) formuladan foydalanib nzh ni hisoblash mumkin. Amalda refraktometr shkalasini kalibrlash uchun (4.15) formuladan foydalaniladi.

9-shkala bo'yicha (qarang

guruch. 4.11), ld = 5893 Å uchun sinishi indeksining qiymatlari chap tomonda chizilgan. Okuyar 10 - 11 oldida (--) belgisi bo'lgan plastinka 8 joylashgan.

Okuyarni 8-plastinka bilan birga masshtab boʻylab siljitish orqali belgining qorongʻu va yorugʻ koʻrish maydonlari oʻrtasidagi ajratuvchi chiziq bilan tekislanishiga erishish mumkin.

Belgilangan shkalaning 9 bo'linishi, o'rganilayotgan suyuqlikning sinishi ko'rsatkichi nzh qiymatini beradi. Ob'ektiv 6 va okulyar 10-11 teleskopni tashkil qiladi.

Aylanadigan prizma 7 nurning kursini o'zgartirib, uni okulyarga yo'naltiradi.

Shisha va o'rganilayotgan suyuqlikning dispersiyasi tufayli qorong'u va yorqin maydonlar o'rtasidagi aniq ajratuvchi chiziq o'rniga, oq yorug'likda kuzatilganda, iridescent chiziq olinadi. Ushbu ta'sirni bartaraf etish uchun dispersiya kompensatori 5 teleskop linzalari oldiga o'rnatiladi. Kompensatorning asosiy qismi prizma bo'lib, u uchta prizmadan yopishtirilgan va teleskop o'qiga nisbatan aylana oladi.

Prizmaning sindirish burchaklari va ularning materiali shunday tanlanganki, ular orqali to'lqin uzunligi ld = 5893 Å bo'lgan sariq yorug'lik sinmasdan o'tadi. Agar rangli nurlar yo'liga kompensator prizma o'rnatilsa, uning dispersiyasi kattaligi bo'yicha teng, lekin o'lchov prizmasi va suyuqlik dispersiyasiga qarama-qarshi bo'lsa, u holda umumiy dispersiya nolga teng bo'ladi. Bunday holda, yorug'lik nurlarining nurlari oq nurga to'planadi, uning yo'nalishi chegaralangan sariq nurning yo'nalishiga to'g'ri keladi.

Shunday qilib, kompensatsion prizma aylanganda, rang soyasining rangi o'chiriladi. Prizma 5 bilan birgalikda dispersiya a'zosi 12 qo'zg'almas ko'rsatgichga nisbatan aylanadi (4.10-rasmga qarang). Oyoqning aylanish burchagi Z tekshirilayotgan suyuqlikning o'rtacha dispersiyasi qiymatini baholashga imkon beradi.

Terish shkalasi tugatilgan bo'lishi kerak. Jadval o'rnatishga ilova qilingan.

Ish tartibi

1. Prizma 3 ni ko’taring, tekshirilayotgan suyuqlikdan 2-3 tomchi prizma 4 yuzasiga qo’ying va 3 prizmani tushiring (4.10-rasmga qarang).

3. Ko'zni nishonga olishdan foydalanib, o'lchovning aniq tasviriga va ko'rish maydonlari orasidagi interfeysga erishing.

4. Kompensatorning 5 tutqichini 12 aylantirib, ko'rish maydonlari orasidagi interfeysning rangli rangini yo'q qiling.

Okuyarni shkala bo'ylab harakatlantiring, belgini (—-) qorong'u va yorug'lik maydonlari chegarasiga to'g'rilang va suyuqlik indeksining qiymatini yozing.

6. Tavsiya etilgan suyuqliklar to'plamini o'rganing va o'lchash xatosini baholang.

7. Har bir o'lchovdan so'ng prizmalarning sirtini distillangan suvga namlangan filtr qog'ozi bilan artib oling.

Nazorat savollari

Variant 1

Muhitning absolyut va nisbiy sindirish ko'rsatkichlarini aniqlang.

2. Ikki muhit (n2> n1 va n2) interfeysi orqali nurlar yo‘lini chizing.< n1).

3. Sindirish ko'rsatkichi n ni plastinkaning d qalinligi va ko'rinadigan qalinligi d¢ bilan bog'laydigan munosabatni oling.

4. Vazifa. Ba'zi moddalar uchun umumiy ichki aks ettirishning cheklash burchagi 30 ° dir.

Ushbu moddaning sindirish ko'rsatkichini toping.

Javob: n=2.

Variant 2

1. Umumiy ichki aks ettirish hodisasi nima?

2. RL-2 refraktometrining konstruksiyasi va ishlash prinsipini aytib bering.

3. Refraktometrda kompensatorning rolini tushuntiring.

4. Vazifa. Lampochka dumaloq raftning markazidan 10 m chuqurlikka tushiriladi. Lampochkaning biron bir nuri sirtga tushmasligi kerak bo'lsa, rafning minimal radiusini toping.

Javob: R = 11,3 m.

SIRISH INDEKSI, yoki SINDIRISH KOFEFISIENT, shaffof muhitning sindirish kuchini tavsiflovchi mavhum raqam. Sinishi ko'rsatkichi lotincha p harfi bilan belgilanadi va bo'shliqdan ma'lum shaffof muhitga kiruvchi nurning tushish burchagi sinusining sinish burchagi sinusiga nisbati sifatida aniqlanadi:

n = sin a/sin b = const yoki bo'shliqdagi yorug'lik tezligining ma'lum shaffof muhitdagi yorug'lik tezligiga nisbati sifatida: n = c/nl bo'shliqdan berilgan shaffof muhitga.

Sinishi indeksi muhitning optik zichligi o'lchovi hisoblanadi

Shu tarzda aniqlangan sindirish ko'rsatkichi nisbiy sindirish ko'rsatkichidan farqli ravishda mutlaq sindirish ko'rsatkichi deb ataladi.

e) yorug'likning tarqalish tezligi uning sinishi ko'rsatkichi o'tganda necha marta sekinlashishini ko'rsatadi, bu nur bir muhitdan o'tganda tushish burchagi sinusining sinish burchagi sinusiga nisbati bilan aniqlanadi. zichlik boshqa zichlikdagi muhitga. Nisbiy sindirish ko'rsatkichi mutlaq sindirish ko'rsatkichlarining nisbatiga teng: n = n2/n1, bu erda n1 va n2 birinchi va ikkinchi muhitning mutlaq sinishi ko'rsatkichlari.

Barcha jismlarning mutlaq sinishi ko'rsatkichi - qattiq, suyuq va gazsimon - birdan katta va 1 dan 2 gacha, kamdan-kam hollarda 2 qiymatidan oshadi.

Sinishi indeksi muhitning xususiyatlariga ham, yorug'lik to'lqin uzunligiga ham bog'liq va to'lqin uzunligining kamayishi bilan ortadi.

Shuning uchun, p harfiga indeks belgilanadi, bu indikator qaysi to'lqin uzunligiga tegishli ekanligini ko'rsatadi.

SIRISH INDEKSI

Masalan, TF-1 oynasi uchun spektrning qizil qismidagi sindirish ko'rsatkichi nC=1,64210, binafsha rangli qismida nG’=1,67298 ga teng.

Ayrim shaffof jismlarning sindirish ko'rsatkichlari

Havo - 1,000292

Suv - 1334

Eter - 1358

Etil spirti - 1,363

Glitserin - 1,473

Organik shisha (pleksiglas) - 1, 49

Benzol - 1,503

(Toj oynasi - 1.5163

Fir (Kanada), balzam 1,54

Og'ir toj oynasi - 1, 61 26

Flint shisha - 1,6164

Uglerod disulfidi - 1,629

Shisha og'ir chaqmoq tosh - 1, 64 75

Monobromonaftalin - 1,66

Shisha eng og'ir chaqmoqtosh hisoblanadi - 1,92

Olmos - 2,42

Spektrning turli qismlari uchun sinishi indeksidagi farq xromatizmning sababidir, ya'ni.

parchalanish oq nur, sinishi qismlardan o'tganda - linzalar, prizmalar va boshqalar.

№41 laboratoriya

Refraktometr yordamida suyuqliklarning sindirish ko'rsatkichini aniqlash

Ishning maqsadi: refraktometr yordamida to'liq ichki aks ettirish usuli bilan suyuqliklarning sinishi ko'rsatkichini aniqlash. IRF-454B; eritmaning sindirish ko'rsatkichining uning konsentratsiyasiga bog'liqligini o'rganish.

O'rnatish tavsifi

Monoxromatik bo'lmagan yorug'lik singanida, u spektrga komponent ranglariga parchalanadi.

Bu hodisa moddaning sindirish ko'rsatkichining yorug'lik chastotasiga (to'lqin uzunligiga) bog'liqligi bilan bog'liq va yorug'lik dispersiyasi deb ataladi.

Muhitning sindirish kuchini to'lqin uzunligidagi sinishi ko'rsatkichi bilan tavsiflash odatiy holdir. λ \u003d 589,3 nm (natriy bug 'spektridagi ikkita yaqin sariq chiziqning to'lqin uzunliklarining o'rtacha qiymati).

60. Atom yutilish analizida eritmadagi moddalar konsentratsiyasini aniqlashning qanday usullaridan foydalaniladi?

Bu sindirish ko'rsatkichi belgilanadi nD.

Dispersiya o'lchovi o'rtacha dispersiya bo'lib, farq sifatida aniqlanadi ( nF-nC), Qayerda nF to'lqin uzunligidagi moddaning sinishi ko'rsatkichi λ = 486,1 nm (vodorod spektridagi ko'k chiziq), nC moddaning sindirish ko'rsatkichi λ - 656,3 nm (vodorod spektridagi qizil chiziq).

Moddaning sinishi nisbiy dispersiyaning qiymati bilan tavsiflanadi: Ma'lumotnomalarda odatda nisbiy dispersiyaning o'zaro ta'siri beriladi, ya'ni.

e., bu erda dispersiya koeffitsienti yoki Abbe raqami.

Suyuqliklarning sindirish ko'rsatkichini aniqlash apparati refraktometrdan iborat IRF-454B indikatorning o'lchov chegaralari bilan; sinishi nD 1,2 dan 1,7 gacha; sinov suyuqligi, prizma yuzalarini artish uchun salfetkalar.

Refraktometr IRF-454B suyuqliklarning sindirish ko'rsatkichini to'g'ridan-to'g'ri o'lchash, shuningdek, laboratoriya sharoitida suyuqliklarning o'rtacha dispersiyasini aniqlash uchun mo'ljallangan sinov asbobidir.

Qurilmaning ishlash printsipi IRF-454B yorug'likning umumiy ichki aks etishi hodisasiga asoslangan.

Qurilmaning sxematik diagrammasi rasmda ko'rsatilgan. 1.

Tekshirilayotgan suyuqlik prizma 1 va 2 ning ikki yuzi orasiga joylashtirilgan. Prizma 2 yaxshi silliqlangan yuzli. AB o'lchamoqda va prizma 1 mat yuzga ega A1 IN1 - yoritish. Yorug'lik manbasidan nurlar chetga tushadi A1 BILAN1 , sinishi, mat yuzaga tushishi A1 IN1 va bu sirt tomonidan tarqalgan.

Keyin ular tekshirilayotgan suyuqlik qatlamidan o'tib, yuzaga tushadi. AB prizmalar 2.

Sinishi qonuniga ko'ra, bu erda va mos ravishda suyuqlik va prizmadagi nurlarning sinish burchaklari.

Tushish burchagi ortishi bilan sinish burchagi ham ortadi va qachon maksimal qiymatiga etadi, ya'ni.

e) suyuqlikdagi nur sirt ustida sirpanganda AB. Demak, . Shunday qilib, prizma 2 dan chiqadigan nurlar ma'lum bir burchak bilan chegaralanadi.

Suyuqlikdan prizma 2 ga katta burchak ostida keladigan nurlar interfeysda to'liq ichki aks etadi. AB va prizmadan o'tmang.

Ko'rib chiqilayotgan qurilmada sinishi ko'rsatkichi 2-prizmaning sinishi ko'rsatkichidan kichik bo'lgan suyuqliklar tekshiriladi, shuning uchun suyuqlik va shishaning interfeysida singan barcha yo'nalishlarning nurlari prizmaga kiradi.

Shubhasiz, prizmaning o'tmaydigan nurlarga mos keladigan qismi qorayadi. Prizmadan chiqadigan nurlar yo'lida joylashgan teleskop 4da ko'rish maydonining yorug'lik va qorong'i qismlarga bo'linishini kuzatish mumkin.

Prizmalar tizimini 1-2 ga burish orqali yorug'lik va qorong'i maydonlar orasidagi chegara teleskop okulyarining iplarining kesishishi bilan birlashtiriladi. 1-2 prizmalar tizimi sindirish ko'rsatkichlari qiymatlarida sozlangan shkala bilan bog'liq.

Shkala quvurning ko'rish maydonining pastki qismida joylashgan va ko'rish maydonining kesimi iplar kesishmasi bilan birlashtirilganda, suyuqlikning sinishi ko'rsatkichining mos keladigan qiymatini beradi.

Dispersiya tufayli oq yorug'likdagi ko'rish maydonining interfeysi rangli bo'ladi. Rangni yo'qotish, shuningdek, tekshirilayotgan moddaning o'rtacha dispersiyasini aniqlash uchun yopishtirilgan to'g'ridan-to'g'ri ko'rish prizmalarining ikkita tizimidan (Amici prizmalari) iborat kompensator 3 qo'llaniladi.

Prizmalar bir vaqtning o'zida aniq aylanuvchi mexanik qurilma yordamida turli yo'nalishlarda aylantirilishi mumkin, bu esa kompensatorning ichki dispersiyasini o'zgartiradi va kuzatilgan ko'rish maydoni chegarasining rangini yo'q qiladi. optik tizim 4. Kompensatorga shkalasi bo'lgan baraban ulanadi, unga ko'ra dispersiya parametri aniqlanadi, bu moddaning o'rtacha dispersiyasini hisoblash imkonini beradi.

Ish tartibi

Qurilmani shunday sozlangki, manbadan keladigan yorug'lik (akkor chiroq) yorituvchi prizmaga kirib, ko'rish maydonini teng ravishda yoritadi.

2. O'lchov prizmasini oching.

Shisha tayoq bilan uning yuzasiga bir necha tomchi suv qo'ying va prizmani ehtiyotkorlik bilan yoping. Prizmalar orasidagi bo'shliq nozik bir suv qatlami bilan teng ravishda to'ldirilishi kerak (buga alohida e'tibor bering).

Qurilmaning vintini o'lchov bilan ishlatib, ko'rish maydonining rangini yo'q qiling va oling keskin chegara yorug'lik va soya. Uni boshqa vint yordamida qurilma okulyarining mos yozuvlar xochi bilan tekislang. Okuyar shkalasi bo‘yicha suvning sindirish ko‘rsatkichini mingdan bir qismigacha aniqlang.

Olingan natijalarni suv uchun mos yozuvlar ma'lumotlari bilan solishtiring. Agar o'lchangan va jadvalli sinishi indeksi o'rtasidagi farq ± 0,001 dan oshmasa, o'lchov to'g'ri bajarilgan.

1-mashq

1. Yechimni tayyorlang osh tuzi (NaCl) eruvchanlik chegarasiga yaqin konsentratsiya bilan (masalan, C = 200 g/litr).

Olingan eritmaning sindirish ko'rsatkichini o'lchang.

3. Eritmani butun son marta suyultirish orqali indikatorning bog'liqligini oling; eritma konsentratsiyasidan sinishi va jadvalni to'ldiring. 1.

1-jadval

Mashq qilish. Maksimal (boshlang'ich) ning 3/4 ga teng bo'lgan eritma konsentratsiyasini faqat suyultirish orqali qanday olish mumkin?

Bog'liqlik grafigi n=n(C). Eksperimental ma'lumotlarni keyingi qayta ishlash o'qituvchining ko'rsatmasi bo'yicha amalga oshirilishi kerak.

Eksperimental ma'lumotlarni qayta ishlash

a) Grafik usul

Grafikdan qiyalikni aniqlang IN, bu tajriba sharoitida erigan va erituvchini tavsiflaydi.

2. Grafik yordamida eritmaning konsentratsiyasini aniqlang NaCl laborant tomonidan beriladi.

b) Analitik usul

Eng kichik kvadratlar bilan hisoblang A, IN Va SB.

Topilgan qiymatlarga ko'ra A Va IN eritma konsentratsiyasining o'rtacha qiymatini aniqlang NaCl laborant tomonidan beriladi

Nazorat savollari

yorug'likning tarqalishi. Oddiy va anormal dispersiya o'rtasidagi farq nima?

2. Umumiy ichki aks ettirish hodisasi nima?

3. Nima uchun prizmaning sindirish ko'rsatkichidan kattaroq suyuqlikning sindirish ko'rsatkichini ushbu o'rnatish yordamida o'lchash mumkin emas?

4. Nima uchun prizmaning yuzi A1 IN1 mat qilish?

Degradatsiya, indeks

Psixologik entsiklopediya

Ruhiy buzilish darajasini baholash usuli! Wexler-Bellevue testi bilan o'lchanadigan funktsiyalar. Indeks test orqali o'lchanadigan ba'zi qobiliyatlarning rivojlanish darajasi yoshga qarab pasayib borishi, boshqalari esa kamayishi kuzatilishiga asoslanadi.

Indeks

Psixologik entsiklopediya

- indeks, ismlar, unvonlar va boshqalar reestri. Psixologiyada - raqamli ko'rsatkich miqdoriy aniqlash, hodisalarni tavsiflash.

Moddaning sindirish ko'rsatkichi nimaga bog'liq?

Indeks

Psixologik entsiklopediya

1. Eng umumiy ma'no: belgilash, aniqlash yoki yo'naltirish uchun ishlatiladigan har qanday narsa; ko'rsatkichlar, yozuvlar, belgilar yoki belgilar. 2. Ko'pincha faktor sifatida ifodalangan, qiymatlar yoki o'lchovlar o'rtasidagi yoki ... orasidagi ba'zi bog'liqlikni ko'rsatadigan formula yoki raqam.

Jamiyatlilik, indeks

Psixologik entsiklopediya

Shaxsning xushmuomalaligini ifodalovchi xususiyat. Masalan, sotsiogramma, boshqa o'lchovlar qatorida, guruhning turli a'zolarining muloqotchanligini baholashni ham beradi.

Tanlash, indeks

Psixologik entsiklopediya

Shaxslarni bir-biridan ajratishda ma'lum bir test yoki test elementining kuchini baholash uchun formula.

Ishonchlilik, indeks

Psixologik entsiklopediya

o'rtasidagi bog'liqlikni baholashni ta'minlaydigan statistika haqiqiy qiymatlar testdan olingan va nazariy jihatdan to'g'ri qiymatlar.

Ushbu indeks r qiymati sifatida berilgan, bu erda r - hisoblangan xavfsizlik omili.

Prognozlash samaradorligi, indeks

Psixologik entsiklopediya

Bir o'zgaruvchi haqidagi bilimlardan boshqa o'zgaruvchi haqida bashorat qilish uchun qay darajada foydalanish mumkinligi o'lchovi, bu o'zgaruvchilarning korrelyatsiyasi ma'lum bo'lsa. Odatda ramziy shaklda bu E bilan ifodalanadi, indeks 1 - ((...) sifatida ifodalanadi.

So'zlar, indeks

Psixologik entsiklopediya

Yozma va/yoki og'zaki tilda so'zlarning har qanday tizimli takrorlanish chastotasi uchun umumiy atama.

Ko'pincha bunday indekslar ma'lum lingvistik sohalar bilan chegaralanadi, masalan, birinchi sinf darsliklari, ota-onalar va bolalar o'rtasidagi munosabatlar. Biroq, taxminlar ma'lum ...

Tana tuzilmalari, indeks

Psixologik entsiklopediya

Ayzenk tomonidan tavsiya etilgan tana o'lchovi balandlikning ko'krak atrofiga nisbati asosida.

Ballari "normal" diapazonda bo'lganlar mezomorflar deb ataldi standart og'ish yoki o'rtachadan yuqori - leptomorflar va standart og'ish doirasida yoki ...

№24 MA'RUZAGA

"TAHLILNING INSTRUMENTAL USULLARI"

REFRAKTOMETRIYA.

Adabiyot:

1. V.D. Ponomarev " Analitik kimyo» 1983 246-251

2. A.A. Ishchenko "Analitik kimyo" 2004 yil 181-184-betlar

REFRAKTOMETRIYA.

Refraktometriya eng oddiylaridan biridir jismoniy usullar Analitning minimal miqdori bilan tahlil qilish va juda qisqa vaqt ichida amalga oshiriladi.

Refraktometriya- sinishi yoki sinishi hodisasiga asoslangan usul, ya'ni.

bir muhitdan ikkinchisiga o'tganda yorug'lik tarqalish yo'nalishining o'zgarishi.

Yorug'likning sinishi, shuningdek, yutilishi uning muhit bilan o'zaro ta'sirining natijasidir.

Refraktometriya so'zining ma'nosi o'lchov yorug'likning sinishi, bu sinishi indeksining qiymati bilan baholanadi.

Sinishi indeksining qiymati n bog'liq

1) moddalar va tizimlarning tarkibi bo'yicha;

2) dan qanday konsentratsiyada va yorug'lik nuri o'z yo'lida qanday molekulalar bilan uchrashadi, chunki

Yorug'lik ta'sirida turli moddalarning molekulalari turli yo'llar bilan qutblanadi. Refraktometriya usuli ana shu bog`liqlikka asoslanadi.

Ushbu usul bir qator afzalliklarga ega, buning natijasida u kimyoviy tadqiqotlarda ham, texnologik jarayonlarni boshqarishda ham keng qo'llanilishini topdi.

1) O'lchov sinishi ko'rsatkichlari yuqori oddiy jarayon, bu aniq va minimal vaqt va moddalar miqdori bilan amalga oshiriladi.

2) Odatda, refraktometrlar yorug'likning sindirish ko'rsatkichini va tahlil qilinadigan moddaning tarkibini aniqlashda 10% gacha aniqlikni ta'minlaydi.

Refraktometriya usuli haqiqiylik va tozalikni nazorat qilish, aniqlash uchun ishlatiladi individual moddalar, eritmalarni o`rganishda organik va noorganik birikmalarning tuzilishini aniqlash.

Refraktometriya ikki komponentli eritmalar tarkibini aniqlash va uchlamchi tizimlar uchun ishlatiladi.

Usulning jismoniy asoslari

SINDIRISH INDIKATORI.

Bir muhitdan ikkinchisiga o'tish paytida yorug'lik nurining asl yo'nalishidan og'ishi qanchalik katta bo'lsa, yorug'likning tarqalish tezligining ikkiga bo'lgan farqi shunchalik katta bo'ladi.

bu muhitlar.

I va II har qanday ikkita shaffof muhit chegarasida yorug'lik nurining sinishini ko'rib chiqing (2-rasmga qarang).

Guruch.). Keling, II muhit kattaroq sindirish kuchiga ega ekanligiga rozi bo'laylik va shuning uchun n1 Va n2- mos keladigan muhitning sinishi ko'rsatilgan. Agar I muhit vakuum yoki havo bo'lmasa, yorug'lik nurining tushish burchagi sinning sinish burchagi siniga nisbati nisbiy sindirish ko'rsatkichi n rel qiymatini beradi. n rel qiymati.

Shishaning sindirish ko'rsatkichi nima? Va qachon bilish kerak?

ko'rib chiqilayotgan muhitning sindirish ko'rsatkichlarining nisbati sifatida ham aniqlanishi mumkin.

nrel. = —— = —

Sinishi indeksining qiymati ga bog'liq

1) moddalarning tabiati

Bu holda moddaning tabiati uning molekulalarining yorug'lik ta'sirida deformatsiyalanish darajasi - qutblanish darajasi bilan belgilanadi.

Polarizatsiya qanchalik kuchli bo'lsa, yorug'likning sinishi shunchalik kuchli bo'ladi.

2)tushayotgan yorug'lik to'lqin uzunligi

Sinishi indeksini o'lchash yorug'lik to'lqin uzunligi 589,3 nm (natriy spektrining D chizig'i) da amalga oshiriladi.

Sinishi indeksining yorug'lik to'lqin uzunligiga bog'liqligi dispersiya deb ataladi.

To'lqin uzunligi qanchalik qisqa bo'lsa, sinishi shunchalik katta bo'ladi. Shuning uchun turli to'lqin uzunlikdagi nurlar turlicha sinadi.

3)harorat unda o'lchov olinadi. Sinishi indeksini aniqlashning zaruriy sharti harorat rejimiga rioya qilishdir. Odatda, aniqlash 20±0,30C da amalga oshiriladi.

Harorat ko'tarilsa, sindirish ko'rsatkichi pasayadi, harorat pasayganda esa ortadi..

Haroratni tuzatish quyidagi formula bo'yicha hisoblanadi:

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

nt- Xayr ma'lum bir haroratda sinishi indeksi,

n20 - 200C da sinishi ko'rsatkichi

Haroratning gazlar va suyuqliklarning sinishi ko'rsatkichlari qiymatlariga ta'siri ularning hajmli kengayish koeffitsientlari qiymatlari bilan bog'liq.

Barcha gazlar va suyuqliklarning hajmi qizdirilganda ortadi, zichlik pasayadi va natijada indikator kamayadi.

200C da o'lchangan sinishi indeksi va yorug'lik to'lqin uzunligi 589,3 nm indeks bilan ko'rsatilgan. nD20

Bir hil ikki komponentli tizimning sindirish ko'rsatkichining uning holatiga bog'liqligi, tarkibiy qismlarining tarkibi ma'lum bo'lgan bir qator standart tizimlar (masalan, eritmalar) uchun sindirish ko'rsatkichini aniqlash orqali eksperimental tarzda aniqlanadi.

4) eritmadagi moddaning konsentratsiyasi.

Ko'pchilik uchun suvli eritmalar moddalar, turli konsentratsiyalar va haroratlarda sinishi ko'rsatkichlari ishonchli tarzda o'lchanadi va bu holatlarda siz ma'lumotnomadan foydalanishingiz mumkin. refraktometrik jadvallar.

Amaliyot shuni ko'rsatadiki, erigan moddaning tarkibi 10-20% dan oshmasa, grafik usul bilan bir qatorda juda ko'p hollarda foydalanish mumkin. chiziqli tenglama turi:

n=no+FC,

n- eritmaning sinishi ko'rsatkichi,

yo'q sof erituvchining sindirish ko'rsatkichi,

C- erigan moddaning konsentratsiyasi,%

F-qiymati topilgan empirik koeffitsient

ma'lum konsentratsiyali eritmalarning sindirish ko'rsatkichlarini aniqlash orqali.

REFRAKTOMETRLAR.

Refraktometrlar - sindirish ko'rsatkichini o'lchash uchun ishlatiladigan asboblar.

Ushbu asboblarning 2 turi mavjud: Abbe tipidagi refraktometr va Pulfrich tipidagi. Ularda ham, boshqalarda ham o'lchovlar sinishining cheklovchi burchagining kattaligini aniqlashga asoslangan. Amalda turli tizimlarning refraktometrlari qo'llaniladi: laboratoriya-RL, universal RLU va boshqalar.

Distillangan suvning sinishi ko'rsatkichi n0 = 1,33299, amalda bu ko'rsatkich n0 sifatida qabul qilinadi. =1,333.

Refraktometrlarda ishlash printsipi sinishi ko'rsatkichini cheklovchi burchak usuli (yorug'likning to'liq aks etish burchagi) bilan aniqlashga asoslangan.

Qo'l refraktometri

Refraktometr Abbe

SINDIRISH INDIKATORI(sinishi indeksi) - optik. bilan bog'liq bo'lgan ekologik xususiyat yorug'likning sinishi ikkita shaffof optik jihatdan bir hil va izotrop muhit o'rtasidagi interfeysda uning bir muhitdan ikkinchisiga o'tish paytida va muhitda yorug'lik tarqalishining faza tezligidagi farq tufayli. P. p.ning qiymati, bu tezliklarning nisbatiga teng. qarindosh

Bu muhitlarning P. p. Agar yorug'lik ikkinchi yoki birinchi muhitga tushsa (yorug'likning tarqalish tezligi qaerdan Bilan), keyin miqdorlar bu muhitlarning mutlaq P. p. Bunda sinish qonunini tushish va sinish burchaklari va bo`lgan ko`rinishda yozish mumkin.

Mutlaq P. p.ning kattaligi moddaning tabiati va tuzilishiga, uning agregatsiya holatiga, haroratga, bosimga va boshqalarga bog'liq. Yuqori intensivlikda p. p. yorug'lik intensivligiga bog'liq (qarang. chiziqli bo'lmagan optika). Bir qator moddalarda P. p. tashqi taʼsirida oʻzgaradi. elektr maydonlar ( Kerr effekti- suyuqlik va gazlarda; elektro-optik Pockel effekti- kristallarda).

Muayyan muhit uchun yutilish zonasi yorug'likning to'lqin uzunligi l ga bog'liq va yutilish zonalari hududida bu bog'liqlik anomaldir (2-rasmga qarang). Nur dispersiyasi). mintaqada, PP deyarli barcha ommaviy axborot vositalari uchun 1 ga yaqin, suyuqliklar uchun ko'rinadigan mintaqada va qattiq moddalar- taxminan 1,5; bir qator shaffof ommaviy axborot vositalari uchun IR mintaqasida 4.0 (Ge uchun).

Lit.: Landsberg G. S., Optika, 5-nashr, M., 1976; Sivuxin D.V., Umumiy kurs, 2-nashr, [jild. 4] - Optika, M., 1985. V. I. Malyshev,

Optika fizikaning eng qadimgi sohalaridan biridir. Qadimgi Yunonistondan beri ko'plab faylasuflar suv, shisha, olmos va havo kabi turli xil shaffof materiallardagi yorug'likning harakati va tarqalishi qonunlari bilan qiziqishgan. Ushbu maqolada yorug'likning sinishi hodisasi ko'rib chiqiladi, diqqat havoning sinishi ko'rsatkichiga qaratilgan.

Yorug'lik nurlarining sinishi effekti

Har bir inson o'z hayotida suv omborining tubiga yoki ichiga biron bir narsa qo'yilgan stakan suvga qaraganida yuzlab marta bunday ta'sirga duch kelgan. Shu bilan birga, suv ombori unchalik chuqur emas, bir stakan suvdagi narsalar deformatsiyalangan yoki singan ko'rinardi.

Sinishi hodisasi ikkita shaffof material orasidagi interfeysni kesib o'tganda uning to'g'ri chiziqli traektoriyasining uzilishidan iborat. Ko'p sonli eksperimental ma'lumotlarni umumlashtirib, 17-asrning boshlarida gollandiyalik Villebrord Snell qo'lga kiritdi. matematik ifoda, bu hodisani aniq tasvirlab berdi. Bu ifoda quyidagi shaklda yoziladi:

n 1 *sin(th 1) = n 2 *sin(th 2) = const.

Bu erda n 1, n 2 mos keladigan materialdagi yorug'likning absolyut sindirish ko'rsatkichlari, th 1 va th 2 - tushayotgan va singan nurlar orasidagi burchaklar va nurning kesishish nuqtasi orqali o'tkaziladigan interfeys tekisligiga perpendikulyar. va bu samolyot.

Ushbu formula Snell yoki Snell-Dekart qonuni deb ataladi (uni taqdim etilgan shaklda frantsuz yozgan, gollandiyalik sinuslarni emas, balki uzunlik birliklarini ishlatgan).

Bu formuladan tashqari, sinish hodisasi geometrik xususiyatga ega bo'lgan boshqa qonun bilan tavsiflanadi. Bu tekislikka belgilangan perpendikulyar va ikkita nur (singan va tushuvchi) bir tekislikda yotishidan iborat.

Mutlaq sindirish ko'rsatkichi

Bu qiymat Snell formulasiga kiritilgan va uning qiymati muhim rol o'ynaydi. Matematik jihatdan sindirish ko'rsatkichi n formulaga mos keladi:

C belgisi - vakuumdagi elektromagnit to'lqinlarning tezligi. Taxminan 3*10 8 m/s ni tashkil qiladi. v qiymati muhitdagi yorug'lik tezligi. Shunday qilib, sinishi ko'rsatkichi havosiz bo'shliqqa nisbatan muhitda yorug'likning sekinlashishi miqdorini aks ettiradi.

Yuqoridagi formuladan ikkita muhim xulosa kelib chiqadi:

n ning qiymati har doim 1 dan katta (vakuum uchun u birga teng);
bu o'lchovsiz miqdordir.

Masalan, havoning sinishi indeksi 1,00029, suv uchun esa 1,33 ga teng.

Sinishi ko'rsatkichi ma'lum bir muhit uchun doimiy qiymat emas. Bu haroratga bog'liq. Bundan tashqari, elektromagnit to'lqinning har bir chastotasi uchun uning o'ziga xos ma'nosi bor. Shunday qilib, yuqoridagi raqamlar 20 o C haroratga va ko'rinadigan spektrning sariq qismiga (to'lqin uzunligi - taxminan 580-590 nm) mos keladi.

n qiymatining yorug'lik chastotasiga bog'liqligi oq yorug'likning prizma orqali bir qancha ranglarga parchalanishida, shuningdek kuchli yomg'ir paytida osmonda kamalak paydo bo'lishida namoyon bo'ladi.

Havodagi yorug'likning sinishi ko'rsatkichi

Uning qiymati (1,00029) allaqachon yuqorida berilgan. Havoning sinishi ko'rsatkichi faqat to'rtinchi kasrda noldan farq qilganligi sababli, amaliy muammolarni hal qilish uchun uni birga teng deb hisoblash mumkin. Havo uchun n ning birlikdan kichik farqi yorug'likning havo molekulalari tomonidan deyarli sekinlashmasligini ko'rsatadi, bu uning nisbatan past zichligi bilan bog'liq. Shunday qilib, havoning o'rtacha zichligi 1,225 kg / m 3 ni tashkil qiladi, ya'ni toza suvdan 800 martadan ko'proq engilroq.

Havo optik jihatdan yupqa muhitdir. Materialda yorug'lik tezligini sekinlashtirish jarayonining o'zi kvant xarakteriga ega va materiya atomlari tomonidan fotonlarni yutish va chiqarish harakatlari bilan bog'liq.

Havo tarkibidagi o'zgarishlar (masalan, undagi suv bug'ining ko'payishi) va haroratning o'zgarishi sinishi ko'rsatkichining sezilarli o'zgarishiga olib keladi. Yorqin misol - sahrodagi sarobning ta'siri, bu havo qatlamlarining sinishi ko'rsatkichlaridagi farq tufayli yuzaga keladi. turli haroratlar.

shisha-havo interfeysi

Shisha havodan ancha zichroq muhitdir. Uning mutlaq sinishi ko'rsatkichi shisha turiga qarab 1,5 dan 1,66 gacha. Agar biz o'rtacha 1,55 qiymatini oladigan bo'lsak, u holda havo-shisha interfeysidagi nurning sinishi quyidagi formula yordamida hisoblanishi mumkin:

gunoh (th 1) / gunoh (th 2) \u003d n 2 / n 1 \u003d n 21 \u003d 1,55.

n 21 qiymati havoning nisbiy sinishi indeksi - shisha deb ataladi. Agar nur oynadan havoga chiqsa, quyidagi formuladan foydalanish kerak:

gunoh (th 1) / gunoh (th 2) \u003d n 2 / n 1 \u003d n 21 \u003d 1 / 1,55 \u003d 0,645.

Agar ikkinchi holatda singan nurning burchagi 90 o ga teng bo'lsa, unda mos keladigani kritik deb ataladi. Shisha-havo chegarasi uchun u quyidagilarga teng:

th 1 \u003d arksin (0,645) \u003d 40,17 o.

Agar nur shisha-havo chegarasiga 40,17 o dan katta burchaklar bilan tushsa, u holda u butunlay qaytadan oynaga qaytariladi. Bu hodisa "to'liq ichki aks ettirish" deb ataladi.

Kritik burchak faqat nur zich muhitdan (shishadan havoga, lekin aksincha) harakat qilganda mavjud bo'ladi.

Muhitning vakuumga nisbatan sindirish ko'rsatkichi, ya'ni yorug'lik nurlarining vakuumdan muhitga o'tish holati uchun mutlaq deyiladi va (27.10) formula bilan aniqlanadi: n=c/v.

Hisob-kitoblarda mutlaq sinishi ko'rsatkichlari jadvallardan olinadi, chunki ularning qiymati tajribalar yordamida juda aniq aniqlanadi. c v dan katta bo'lgani uchun absolyut sindirish ko'rsatkichi har doim birlikdan kattaroqdir.

Agar yorug'lik nurlanishi vakuumdan muhitga o'tsa, sinishning ikkinchi qonuni formulasi quyidagicha yoziladi:

sin i/sin b = n. (29,6)

(29.6) formula ham ko'pincha nurlar havodan muhitga o'tganda qo'llaniladi, chunki havoda yorug'likning tarqalish tezligi c dan juda oz farq qiladi. Buni havoning absolyut sindirish ko'rsatkichi 1,0029 ga teng ekanligidan ko'rish mumkin.

Nur muhitdan vakuumga (havoga) o'tganda, sinishning ikkinchi qonuni formulasi quyidagi shaklni oladi:

sin i/sin b = 1/n. (29,7)

Bunday holda, nurlar muhitni tark etganda, muhit va vakuum orasidagi interfeysga perpendikulyardan uzoqlashadi.

Keling, absolyut sindirish ko'rsatkichlaridan n21 nisbiy sindirish ko'rsatkichini qanday topish mumkinligini bilib olaylik. Nur absolyut indeksi n1 bo'lgan muhitdan absolyut ko'rsatkichi n2 bo'lgan muhitga o'tadi. Keyin n1 = c/V1 van2 = s/v2, qaerdan:

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

Bunday holat uchun sinishning ikkinchi qonuni formulasi ko'pincha quyidagicha yoziladi:

sini/sinb = n2/n1. (29,9)

Keling, buni eslaylik Maksvell nazariyasi absolyut ko'rsatkich sinishi munosabatdan topish mumkin: n = √(mĵ). Yorug'lik nurlanishiga shaffof bo'lgan moddalar uchun m amalda birlikka teng bo'lganligi sababli, biz quyidagilarni taxmin qilishimiz mumkin:

n = √e. (29.10)

tebranish chastotasi beri yorug'lik nurlanishi 10 14 Gts chastotaga ega, nisbatan katta massaga ega bo'lgan dielektrikdagi dipollar ham, ionlar ham bunday chastota bilan o'z o'rnini o'zgartirishga vaqtlari yo'q va bu sharoitda moddaning dielektrik xossalari faqat elektron uning atomlarining qutblanishi. Bu e= qiymati orasidagi farqni tushuntiradi(29.10) dan n 2 va elektrostatikada e st. Shunday qilib, suv uchun e \u003d n 2 \u003d 1,77 va e st \u003d 81; ionli qattiq dielektrik NaCl e=2,25, e st =5,6. Agar modda bir hil atomlardan yoki qutbsiz molekulalardan iborat bo'lsa, ya'ni uning na ionlari, na tabiiy dipollari bo'lsa, unda uning qutblanishi faqat elektron bo'lishi mumkin. Shu kabi moddalar uchun (29.10) dan e va e st mos keladi. Bunday moddaga faqat uglerod atomlaridan iborat olmos misol bo'la oladi.

E'tibor bering, mutlaq sinishi indeksining qiymati, moddaning turiga qo'shimcha ravishda, tebranish chastotasiga yoki radiatsiya to'lqin uzunligiga ham bog'liq. . To'lqin uzunligi kamayishi bilan, qoida tariqasida, sinishi ko'rsatkichi ortadi.

Sinishi indeksi

SIRISH INDEKSI

60. Atom yutilish analizida eritmadagi moddalar konsentratsiyasini aniqlashning qanday usullaridan foydalaniladi?

Degradatsiya, indeks

Indeks

Moddaning sindirish ko'rsatkichi nimaga bog'liq?

Indeks

Jamiyatlilik, indeks

Tanlash, indeks

Ishonchlilik, indeks

Prognozlash samaradorligi, indeks

So'zlar, indeks

Tana tuzilmalari, indeks

Shishaning sindirish ko'rsatkichi nima? Va qachon bilish kerak?

Yorug'lik nurlarining sinishi effekti

Mutlaq sindirish ko'rsatkichi

Havodagi yorug'likning sinishi ko'rsatkichi

shisha-havo interfeysi

Sizni qiziqtirishi mumkin