Chiết suất của thủy tinh

     

Bài 25 / III-1 Sự viral của ánh sáng trong số phương tiện truyền thông media khác nhau. Sự khúc xạ ánh nắng tại mặt phân cách giữa nhì môi trường.

Bạn đang xem: Chiết suất của thủy tinh

Học tài liệu mới.

Cho mang lại nay, bọn họ vẫn coi sự truyền ánh nắng trong một môi trường, như hay lệ - trong không khí. Ánh sáng có thể lan truyền bên trên nhiều phương tiện đi lại khác nhau: dịch rời từ phương tiện đi lại này sang phương tiện đi lại khác; tại những điểm tới, những tia không chỉ bị bức xạ từ bề mặt, cơ mà còn một trong những phần đi qua nó. Sự đổi khác như vậy gây nên nhiều hiện tượng kỳ lạ đẹp cùng thú vị.

Sự đổi khác hướng truyền của ánh sáng đi qua ranh giới của hai môi trường thiên nhiên được gọi là khúc xạ ánh sáng.

Một phần của chùm tia sáng tới bên trên mặt phân cách giữa hai phương tiện trong trong cả bị làm phản xạ, và một phần đi vào phương tiện đi lại khác. Vào trường thích hợp này, vị trí hướng của chùm sáng truyền vào môi trường khác sẽ núm đổi. Vị đó, hiện tượng được call là khúc xạ, cùng chùm tia được gọi là khúc xạ.

1 - chùm tia tới

2 - chùm phản xạ

3 - chùm khúc xạ α β

OO 1 - oắt con giới thân hai phương tiện

MN - vuông góc O O 1

Góc tạo vì chưng chùm tia cùng vuông góc cùng với mặt phân cách giữa nhì môi trường, đi lùi tới điểm tới của chùm tia, được điện thoại tư vấn là góc khúc xạ γ (gamma).

Ánh sáng trong chân ko truyền đi với tốc độ 300.000 km / s. Trong bất kỳ môi trường nào, tốc độ ánh sáng luôn nhỏ hơn vào chân không. Vị đó, khi tia nắng truyền từ môi trường này sang môi trường khác, vận tốc của nó giảm và đó là nguyên nhân dẫn đến hiện tượng lạ khúc xạ ánh sáng. Tốc độ truyền ánh nắng trong môi trường nhất định càng thấp thì tỷ lệ quang của môi trường xung quanh này càng lớn. Ví dụ, không gian có tỷ lệ quang học cao hơn chân không, chính vì tốc độ ánh sáng trong ko khí có phần bé dại hơn trong chân không. Mật độ quang của nước lớn hơn mật độ quang của không khí, vì vận tốc ánh sáng sủa trong ko khí to hơn trong nước.

Mật độ quang học của hai phương tiện càng không giống nhau, thì càng có rất nhiều ánh sáng sủa bị khúc xạ trên mặt ngăn cách của chúng. Tốc độ ánh sáng sủa càng thay đổi tại mặt phân làn giữa hai phương tiện đi lại thì nó càng bị khúc xạ.

Đối với mỗi chất trong suốt, tất cả một công năng vật lý quan trọng đặc biệt là phân tách suất của tia nắng N. Nó cho thấy thêm tốc độ tia nắng trong một hóa học nhất định nhỏ hơn vào chân không từng nào lần.

Chỉ số khúc xạ

Chất

Chất

Chất

muối mỏ

Nhựa thông

Dầu tuyết tùng

Ethanol

Glycerol

Plexiglass

Kính (ánh sáng)

carbon disulfide

Tỉ số giữa góc tới cùng góc khúc xạ nhờ vào vào tỷ lệ quang của từng môi trường. Trường hợp một chùm tia nắng truyền từ môi trường xung quanh có mật độ quang thấp rộng sang môi trường thiên nhiên có tỷ lệ quang lớn hơn thế thì góc khúc xạ sẽ nhỏ dại hơn góc tới. Giả dụ một chùm ánh sáng truyền từ môi trường thiên nhiên có mật độ quang học tập lớn hơn thế thì góc khúc xạ sẽ bé dại hơn góc tới. Giả dụ một chùm tia sáng truyền từ môi trường xung quanh có mật độ quang to hơn sang môi trường thiên nhiên có tỷ lệ quang bé dại hơn thì góc khúc xạ to hơn góc tới.

Tức là, nếu n 1 ; nếu như n 1> n 2, thì αĐịnh mức sử dụng khúc xạ ánh sáng :

Chùm tia tới, chùm khúc xạ với phương vuông góc cùng với mặt phân làn giữa hai phương tiện đi lại tại điểm tới của chùm nằm trong cùng một mặt phẳng.

Tỉ số thân góc tới cùng góc khúc xạ được xác minh theo công thức.

trong đó là sin của góc tới, là sin của góc khúc xạ.

Giá trị của sin cùng tiếp tuyến so với góc 0 - 900

độ

độ

độ

Định luật khúc xạ ánh nắng lần trước tiên được nhà thiên văn học với toán học người Hà Lan W. Snelius chuyển ra vào mức năm 1626, gs tại Đại học Leiden (1613).

Vào rứa kỷ 16, quang đãng học là 1 trong những ngành khoa học rất là hiện đại. Xuất phát từ 1 quả cầu thủy tinh chứa đầy nước, được sử dụng làm thấu kính, kính lúp sẽ hình thành. Và từ kia họ đã phát minh ra kính gián điệp cùng kính hiển vi. Vào thời khắc đó, Hà Lan buộc phải kính viễn vọng nhằm quan gần kề bờ biển cả và bay khỏi quân địch một biện pháp kịp thời. Chủ yếu quang học đã bảo đảm sự thành công xuất sắc và độ tin cẩn của việc điều hướng. Do vậy, ở Hà Lan, rất nhiều nhà khoa học đã lưu ý đến quang học. Bạn Hà Lan Skel Van Royen (Snelius) sẽ quan sát cách một chùm ánh sáng mỏng được phản nghịch chiếu vào gương. Ông đo góc tới và góc phản xạ thì thấy rằng góc phản xạ bởi góc tới. Ông cũng tải quy luật pháp phản xạ ánh sáng. Ông đang suy ra định cách thức khúc xạ ánh sáng.

Xét định lý lẽ khúc xạ ánh sáng.

Trong kia - phân tách suất kha khá của môi trường xung quanh thứ hai so với môi trường xung quanh thứ nhất, vào trường hợp môi trường thứ nhì có mật độ quang học tập cao. Nếu ánh nắng bị khúc xạ cùng đi qua môi trường thiên nhiên có tỷ lệ quang nhỏ tuổi hơn thì αCơm. 141. Truyền từ môi trường thiên nhiên này sang môi trường xung quanh khác, chùm tia khúc xạ, có nghĩa là làm biến hóa hướng truyền

Theo định lý lẽ khúc xạ ánh sáng (Hình 141):

tia tới, tia khúc xạ cùng vuông góc với mặt phân cách giữa hai phương tiện truyền thông media tại điểm tới của chùm tia nằm trong cùng một khía cạnh phẳng; Tỉ số thân sin của góc tới với sin của góc khúc xạ là một giá trị ko đổi so với hai môi trường này

với n 21 là phân tách suất tỉ đối của môi trường xung quanh thứ hai so với môi trường thiên nhiên thứ nhất.

Nếu chùm tia truyền vào môi trường ngẫu nhiên từ chân không, thì

với n là chiết suất hoàn hảo (hay đơn giản dễ dàng là chiết suất) của môi trường thứ hai. Trong trường thích hợp này, "môi trường" đầu tiên là chân không, chỉ số hoàn hảo nhất của nó được lấy làm một.

Định biện pháp khúc xạ ánh nắng được nhà khoa học bạn Hà Lan Willebord Snellius phát hiện nay theo gớm nghiệm vào khoảng thời gian 1621. Định lao lý này được xuất hiện trong một chăm luận về quang đãng học, được kiếm tìm thấy trong các bài báo ở trong phòng khoa học sau thời điểm ông qua đời.

Sau lúc phát chỉ ra Snell, một trong những nhà kỹ thuật đã giới thiệu giả thuyết rằng sự khúc xạ ánh sáng là do sự biến hóa tốc độ của chính nó khi nó trải qua ranh giới của hai phương tiện truyền thông. Tính chính xác của giả thuyết này sẽ được xác nhận bởi các chứng minh lý thuyết bởi nhà toán học Pháp Pierre Fermat (năm 1662) cùng nhà vật lý người Hà Lan Christian Huygens (năm 1690) triển khai một biện pháp độc lập. Bởi những con phố khác nhau, họ đã đi vào cùng một kết quả, chứng tỏ rằng

Tỉ số thân sin của góc tới cùng sin của góc khúc xạ là một trong giá trị ko đổi đối với hai phương tiện đi lại này, bởi tỉ số giữa tốc độ ánh sáng trong những phương nhân thể này:

Từ phương trình (3) ta thấy rằng nếu góc khúc xạ β nhỏ tuổi hơn góc cho tới a, thì tia nắng có tần số nhất mực trong môi trường xung quanh thứ hai truyền chậm trễ hơn trong môi trường thiên nhiên thứ nhất, tức là V 2 phân tách suất tỉ đối của môi trường thiên nhiên thứ hai so cùng với môi trường đầu tiên là một đại lượng thiết bị lý bởi tỉ số giữa tốc độ ánh sáng sủa trong các môi trường xung quanh này:

n 21 u003d v 1 / v 2 (4)

Cho một chùm tia nắng truyền từ bỏ chân ko sang môi trường xung quanh nào đó. Gắng v1 vào phương trình (4) bằng tốc độ ánh sáng sủa trong chân ko c, và v 2 bằng vận tốc ánh sáng sủa trong môi trường xung quanh v, ta được phương trình (5), là có mang của phân tách suất tốt đối:

chiết suất hoàn hảo nhất của môi trường là đại lượng trang bị lý bằng tỉ số giữa tốc độ ánh sáng trong chân ko và vận tốc ánh sáng sủa trong môi trường xung quanh nhất định:

Theo các phương trình (4) cùng (5), n 21 cho biết thêm tốc độ ánh sáng biến đổi bao nhiêu lần khi nó truyền từ môi trường này sang môi trường khác, với n - lúc truyền tự chân ko sang môi trường khác. Đây là ý nghĩa vật lý của những chỉ số khúc xạ.

Giá trị chiết suất hoàn hảo và tuyệt vời nhất n của bất kỳ chất làm sao đều lớn hơn đơn chất (điều này được xác định qua số liệu có trong những bảng của sách tham khảo vật lý). Khi đó, theo phương trình (5), c / v> 1 và c> v, có nghĩa là tốc độ ánh sáng trong ngẫu nhiên chất nào bé dại hơn vận tốc ánh sáng trong chân không.

Không gửi ra hầu như biện minh nghiêm ngặt (chúng tinh vi và rườm rà), chúng tôi chú ý rằng vì sao làm giảm tốc độ ánh sáng trong quy trình chuyển từ chân không sang thiết bị chất là do tương tác của sóng tia nắng với những nguyên tử cùng phân tử vật chất. Tỷ lệ quang của hóa học càng béo thì địa chỉ này càng mạnh, vận tốc ánh sáng sủa càng giảm và tách suất càng lớn. Bởi vì đó, tốc độ ánh sáng trong môi trường xung quanh và tách suất hoàn hảo được xác minh bởi các tính chất của môi trường này.

Theo trị số chiết suất của các chất, fan ta hoàn toàn có thể so sánh tỷ lệ quang của chúng. Ví dụ, phân tách suất của những loại chất liệu thủy tinh nằm trong vòng từ 1,470 cho 2,040, trong khi chiết suất của nước là 1,333. Điều này có nghĩa là thủy tinh là một trong phương một thể quang học quánh hơn nước.

Chúng ta hãy gửi sang Hình 142, với sự trợ giúp của nó, bạn cũng có thể giải thích nguyên nhân ở rạng rỡ giới của hai phương tiện truyền thông, với vận tốc thay đổi, hướng truyền của sóng ánh nắng cũng nắm đổi.

Cơm. 142. Khi sóng tia nắng truyền từ bầu không khí vào nước, vận tốc ánh sáng giảm, vùng phía đằng trước sóng và thuộc với tốc độ của nó, thay đổi hướng

Hình bên cho thấy một sóng ánh nắng truyền từ không gian vào nước cùng tới mặt phân làn giữa các phương tiện media này một góc a. Trong không khí, ánh sáng truyền với tốc độ v 1 với trong nước với tốc độ chậm rộng v 2.

Điểm A của sóng cho tới biên trước. Vào một khoảng thời gian Δt, điểm B chuyển động trong không khí với cùng vận tốc v 1 sẽ tới điểm B. "Trong cùng một thời gian, điểm A chuyển động trong nước cùng với vận tốc nhỏ dại hơn v 2 vẫn đi được quãng đường ngắn thêm một đoạn , được điểm A tốt nhất ”. Vào trường vừa lòng này, mẫu gọi là mặt trước sóng A "B" vào nước đã quay theo một góc nhất định so với phương diện trước của sóng AB trong không khí. Cùng vectơ gia tốc (luôn vuông góc cùng với phương truyền sóng và trùng với phương truyền của nó) quay, tiến tới đường thẳng OO ", vuông góc với mặt phân làn giữa những phương luôn thể truyền thông. Vào trường thích hợp này, góc khúc xạ β là nhỏ dại hơn góc tới α. Đây là cách xẩy ra hiện tượng khúc xạ ánh sáng.

Qua hình mẫu vẽ cũng có thể thấy rằng khi truyền sang môi trường xung quanh khác cùng quay khía cạnh trước sóng thì bước sóng cũng vậy đổi: khi truyền sang môi trường thiên nhiên quang học đậm đặc hơn nữa thì tốc độ giảm, cách sóng cũng giảm (λ 2Trong hai chất nào thì chất nào bao gồm độ quang học đặc hơn?Chiết suất được xác định như vắt nào theo tốc độ ánh sáng sủa trong môi trường?Ánh sáng sủa truyền đi đâu nhanh nhất?Nguyên nhân vật dụng lý nào có tác dụng cho tốc độ ánh sáng bớt khi truyền từ bỏ chân ko vào môi trường xung quanh hoặc từ môi trường thiên nhiên có tỷ lệ quang thấp rộng sang môi trường thiên nhiên có mật độ quang lớn hơn?Điều gì khẳng định (nghĩa là chúng phụ thuộc vào điều gì) phân tách suất tuyệt đối của môi trường xung quanh và tốc độ ánh sáng trong đó?Giải thích số đông gì Hình 142 minh họa.

Một bài bác tập

Quang học là một trong những ngành lâu đời nhất của vật dụng lý học. Tự thời Hy Lạp cổ đại, nhiều nhà triết học tập đã quan tâm đến quy luật hoạt động và truyền của ánh sáng trong những vật liệu trong suốt khác nhau như nước, thủy tinh, kim cưng cửng và ko khí. Trong bài này nhắc đến hiện tượng lạ khúc xạ ánh sáng, bạn ta chăm chú đến phân tách suất của không khí.

Hiệu ứng khúc xạ chùm ánh sáng

Ai trong đời cũng gặp gỡ phải hiệu ứng này hàng nghìn lần khi quan sát xuống lòng hồ chứa nước hoặc nhìn vào ly nước gồm đặt một đồ vật nào đó trong đó. Đồng thời, hồ chứa dường như không sâu rất thật tế, và các vật thể trong ly nước trông bị biến tấu hoặc vỡ.

Hiện tượng khúc xạ bao gồm sự đứt gãy trong hành trình thẳng của nó khi nó đi qua mặt phân cách giữa hai vật liệu trong suốt. Tổng hợp một số lượng lớn dữ liệu thực nghiệm, vào thời điểm đầu thế kỷ 17, người Hà Lan Willebrord Snell đã chiếm lĩnh một biểu thức toán học mô tả chính xác hiện tượng này. Biểu thức này được viết dưới dạng sau:

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

Ở đây n 1, n 2 là tách suất tuyệt vời nhất của ánh nắng trong vật tư tương ứng, θ 1 và θ 2 là góc thân chùm tia tới với khúc xạ cùng vuông góc với khía cạnh phẳng phân cách, được vẽ qua giao điểm của chùm tia. Và chiếc máy bay này.

Công thức này được hotline là định phương pháp Snell hoặc Snell-Descartes (chính tín đồ Pháp đang viết ra nó dưới dạng trình bày, bạn Hà Lan không thực hiện sines nhưng mà sử dụng đơn vị chức năng đo độ dài).

Ngoài phương pháp này, hiện tượng kỳ lạ khúc xạ còn được thể hiện bởi một định khí cụ khác, đó là bản chất hình học. Nó ở trong thực tiễn là dấu vuông góc với phương diện phẳng cùng hai tia (khúc xạ cùng tới) nằm trong cùng một khía cạnh phẳng.

Chiết suất xuất xắc đối

Giá trị này được bao hàm trong công thức Snell và quý hiếm của nó đóng vai trò một vai trò quan tiền trọng. Về mặt toán học, chiết suất n ứng với công thức:

Kí hiệu c là vận tốc của sóng điện từ trong chân không. Nó là khoảng chừng 3 * 10 8 m / s. Quý giá v là tốc độ ánh sáng sủa trong môi trường. Vì chưng đó, chiết suất phản ánh lượng ánh sáng vận động chậm lại vào môi trường so với không gian không có không khí.

Hai kết luận quan trọng theo bí quyết trên:

cực hiếm của n luôn to hơn 1 (đối cùng với chân ko thì bởi một); nó là một trong đại lượng không sản phẩm công nghệ nguyên.

Ví dụ, chiết suất của không khí là 1.00029, vào khi so với nước là 1.33.

Chiết suất không phải là 1 trong những giá trị cố định đối cùng với một môi trường thiên nhiên cụ thể. Nó phụ thuộc vào sức nóng độ. Hơn nữa, so với mỗi tần số của sóng điện từ, nó bao gồm một ý nghĩa riêng. Vị vậy, những số liệu trên khớp ứng với nhiệt độ trăng tròn o C với phần màu xoàn của quang đãng phổ khả con kiến ​​(bước sóng - khoảng tầm 580-590 nm).

Sự dựa vào của quý giá n vào tần số ánh nắng được biểu lộ trong sự phân hủy ánh sáng trắng do lăng kính thành một trong những màu, tương tự như sự hình thành ước vồng trên bầu trời khi mưa lớn.

Chỉ số khúc xạ của ánh nắng trong ko khí

Giá trị của chính nó (1.00029) sẽ được chỉ dẫn ở trên. Do chiết suất của không gian chỉ không giống 0 sinh sống chữ số thập phân máy tư, nên so với việc giải những bài toán thực tế, nó hoàn toàn có thể được xem như là bằng một. Một sự không giống biệt nhỏ của n đối với không khí so với sự thống nhất đã cho thấy rằng tia nắng thực tế không bị làm chậm lại bởi các phân tử ko khí, điều này còn có liên quan đến mật độ tương đối thấp của nó. Như vậy, cân nặng riêng trung bình của không gian là 1,225 kg / m 3, tức là nó nhẹ nhàng hơn 800 lần đối với nước ngọt.

Không khí là một môi trường quang học mỏng. Quy trình làm chậm vận tốc ánh sáng trong vật liệu có thực chất lượng tử và nối liền với hành vi hấp thụ và phát xạ photon của những nguyên tử vật dụng chất.

Những đổi khác trong yếu tắc của không gian (ví dụ, sự tăng thêm hàm lượng tương đối nước vào nó) với những đổi khác về nhiệt độ dẫn mang đến những đổi khác đáng kể trong tách suất. Một ví dụ rất nổi bật là hiệu ứng của ảo ảnh trong sa mạc, xảy ra do sự khác biệt về chiết suất của những lớp không khí có ánh nắng mặt trời khác nhau.

giao diện kính-không khí

Thủy tinh là một trong phương tiện sệt hơn các so với không khí. Chỉ số khúc xạ tuyệt vời nhất của nó xấp xỉ từ 1,5 mang lại 1,66, tùy thuộc vào loại thủy tinh. Nếu bọn họ lấy cực hiếm trung bình là 1,55, thì khúc xạ của chùm tia tại mặt ngăn cách không khí-thủy tinh hoàn toàn có thể được tính theo công thức:

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

Giá trị n 21 được điện thoại tư vấn là chiết suất tỉ đối của không khí - thủy tinh. Ví như chùm tia thoát ra ngoài thủy tinh thì phải sử dụng công thức nào sau đây:

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

Nếu góc của chùm khúc xạ vào trường hợp vật dụng hai bởi 90 o thì góc tương ứng được điện thoại tư vấn là cho tới hạn. Đối với rỡ giới chất liệu thủy tinh và ko khí, nó bằng:

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

Xem thêm: Hệ Số Máy Biến Áp K Là Gì Câu Hỏi 759766, Bài Giảng Kỹ Thuật Điện: Máy Biến Áp

Nếu chùm tia rơi trên ranh giới thủy tinh - không gian với góc to hơn 40,17 o thì nó sẽ bị phản xạ lại hoàn toàn vào thủy tinh. Hiện tượng kỳ lạ này được gọi là "phản xạ toàn phần viền trong".

Góc cho tới hạn chỉ tồn tại khi chùm tia chuyển động từ môi trường xung quanh đặc (từ thủy tinh sang không khí, chứ chưa phải ngược lại).

Các lĩnh vực ứng dụng của phép đo khúc xạ.

Thiết bị và nguyên lý buổi giao lưu của khúc xạ kế IRF-22.

Khái niệm về chiết suất.

Kế hoạch

Đo khúc xạ. Đặc điểm và thực tế của phương pháp.

Để khẳng định các hóa học và khám nghiệm độ thuần khiết của chúng, sử dụng

khúc xạ.

Chiết suất của một chất- một giá bán trị bởi tỉ số giữa gia tốc pha của tia nắng (sóng điện từ) trong chân ko và môi trường thiên nhiên nhìn thấy.

Chiết suất phụ thuộc vào vào tính chất của hóa học và cách sóng

bức xạ năng lượng điện từ. Tỷ số giữa sin của góc cho tới so với

pháp con đường kéo theo khía cạnh phẳng khúc xạ (α) của chùm tia tới sin của góc khúc xạ

khúc xạ (β) trong quy trình chuyển chùm từ môi trường thiên nhiên A sang môi trường xung quanh B được gọi là tách suất tỉ đối đối với cặp môi trường thiên nhiên này.

Giá trị n là chiết suất tỉ đối của môi trường xung quanh B theo

trong quan hệ với môi trường xung quanh A, và

Chiết suất tỉ đối của môi trường thiên nhiên A đối với

Chiết suất của chùm tia cho tới trên môi trường không tồn tại không khí

không gian sản phẩm được call là phân tách suất hoàn hảo và tuyệt vời nhất của nó hoặc

chỉ đơn giản là phân tách suất của một môi trường xung quanh nhất định (Bảng 1).

Bảng 1 - Chỉ số khúc xạ của những phương tiện media khác nhau

Chất lỏng có chiết suất trong khoảng 1,2-1,9. Hóa học rắn

chất 1.3-4.0. Một trong những khoáng chất không có giá trị chính xác của chỉ số

để khúc xạ. Quý hiếm của nó phía trong một "ngã ba" nhất thiết và xác định

do sự hiện tại diện của các tạp hóa học trong cấu trúc tinh thể, quyết định màu sắc

pha lê.

Việc khẳng định khoáng chất bởi "màu sắc" vô cùng khó. Do vậy, dưỡng chất corundum tồn tại sống dạng ruby, sapphire, leucosapphire, khác biệt ở

chiết suất cùng màu sắc. Trái dừa đỏ được call là hồng ngọc

(phụ gia crom), xanh lam không màu, xanh lam nhạt, hồng, vàng, xanh lá cây,

màu tím - ngọc bích (tạp hóa học của coban, titan, v.v.). Màu sáng

ngọc bích nye hoặc corundum ko màu được hotline là leucosapphire (rộng rãi

dùng trong quang học tập như một cỗ lọc ánh sáng). Phân tách suất của những tinh thể này

gian hàng nằm trong tầm 1,757-1,778 cùng là cơ sở để xác định

Hình 3.1 - Hồng ngọc Hình 3.2 - Xanh ngọc bích

Chất lỏng hữu cơ và vô cơ cũng có các giá chỉ trị chiết suất đặc thù cho bọn chúng là hóa học hóa học

các hợp chất nye và chất lượng tổng hợp bọn chúng (bảng 2):

Bảng 2 - Chỉ số khúc xạ của một vài chất lỏng ở đôi mươi ° C

4.2. Đo khúc xạ: khái niệm, nguyên tắc.

Phương pháp nghiên cứu và phân tích các chất dựa vào việc xác định chất chỉ thị

(hệ số) khúc xạ (khúc xạ) được gọi là phép đo khúc xạ (từ

vĩ độ. Khúc xạ - khúc xạ với tiếng Hy Lạp. Metreo - tôi đo lường). Đo khúc xạ

(phương pháp đo khúc xạ) được thực hiện để xác minh hóa chất

hợp chất, đối chiếu định lượng và cấu trúc, xác minh lý

thông số hóa học của những chất. Lý lẽ đo khúc xạ được thực hiện

trong vật dụng đo khúc xạ Abbe, được minh họa bằng Hình 1.

Hình 1 - nguyên lý của phép đo khúc xạ

Khối lăng trụ Abbe có hai lăng trụ hình chữ nhật: chiếu sáng

cơ thể cùng số đo, được gấp lại bởi những mặt cạnh huyền. Đèn chiếu sáng-

lăng kính xuất hiện cạnh huyền thô (mờ) với được thiết kế

chena để thắp sáng một mẫu hóa học lỏng đặt giữa các lăng kính.

Ánh sáng tán xạ đi qua 1 lớp tuy vậy song khía cạnh phẳng của chất lỏng được điều tra và bị khúc xạ trong hóa học lỏng, lâm vào cảnh lăng kính đo. Lăng kính đo được thiết kế bằng thủy tinh chen chúc về khía cạnh quang học (đá lửa nặng) và có chiết suất lớn hơn 1,7. Vì nguyên nhân này, khúc xạ kế Abbe đo n giá bán trị nhỏ hơn 1,7. Chỉ rất có thể tăng dải đo chiết suất bằng phương pháp thay thay đổi lăng kính đo.

Mẫu test được đổ lên phương diện cạnh huyền của lăng kính đo với ép vào lăng kính đã chiếu sáng. Vào trường phù hợp này, một không gian 0,1-0,2 mm vẫn còn đấy giữa các lăng kính điểm đặt mẫu với xuyên qua

mà ánh sáng trải qua khúc xạ. Để đo chỉ số khúc xạ

sử dụng hiện tượng lạ phản xạ toàn phần hông trong. Nó bao gồm trong

Kế tiếp.

Nếu tia 1, tia 2, tia 3 lâm vào hoàn cảnh mặt phân cách giữa hai môi trường thiên nhiên thì tùy ở trong vào

góc tới lúc quan cạnh bên chúng trong môi trường khúc xạ vẫn là

sự hiện diện của sự biến hóa các khu vực có ánh sáng khác nhau được quan giáp thấy. Nó được kết nối

với phương cho tới của một phần ánh sáng trên biên khúc xạ một góc xấp xỉ.

kim cho 90 ° so với pháp đường (chùm 3). (Hình 2).

Hình 2 - Hình ảnh tia khúc xạ

Phần này của tia không trở nên phản xạ và do đó tạo thành một thiết bị thể vơi hơn.

khúc xạ. Tia có góc nhỏ dại hơn trải nghiệm với phản xạ

và khúc xạ. Vị đó, một khoanh vùng ít chiếu sáng hơn được hình thành. Trong khối lượng

đường oắt con giới của bức xạ toàn phần bên phía trong có thể bắt gặp trên thấu kính, vị trí

mà dựa vào vào tính chất khúc xạ của mẫu.

Loại bỏ hiện tượng tán dung nhan (tô color mặt ngăn cách giữa hai quanh vùng chiếu sáng sủa bằng color của ước vồng vày sử dụng ánh sáng trắng phức tạp trong trang bị đo khúc xạ Abbe) đạt được bằng cách sử dụng nhị lăng kính Amici trong cỗ bù, được lắp trong kính thiên văn. Đồng thời, một thang đo được phản vào thấu kính (Hình 3). 0,05 ml hóa học lỏng là đủ để phân tích.

Hình 3 - liếc qua thị kính của khúc xạ kế. (Quy mô phù hợp phản ánh

nồng độ của nguyên tố đo được xem bằng ppm)

Ngoài bài toán phân tích các mẫu đối chọi thành phần, có không ít phân tích

hệ thống nhị thành phần (dung dịch nước, dung dịch của các chất vào đó

hoặc dung môi). Trong khối hệ thống hai thành phần ưng ý (hình thành-

mà không làm đổi khác khối lượng và độ phân cực của những thành phần), sự phụ thuộc vào được hiển thị

chiết suất trên thành phần ngay sát với tuyến tính giả dụ thành phần được thể hiện bằng

phần khối lượng (phần trăm)

trong đó: n, n1, n2 - tách suất của các thành phần hỗn hợp và những thành phần,

V1 cùng V2 là phần thể tích của các thành phần (V1 + V2 = 1).

Ảnh tận hưởng của ánh nắng mặt trời đến tách suất được khẳng định bởi hai

các yếu đuối tố: sự biến đổi số lượng hạt hóa học lỏng trên một đơn vị thể tích và

sự nhờ vào của độ phân cực của phân tử vào nhiệt độ độ. Yếu ớt tố thứ hai trở thành

chỉ trở cần đáng nhắc ở những đổi khác nhiệt độ khôn xiết lớn.

Hệ số ánh sáng của phân tách suất xác suất với hệ số nhiệt độ của cân nặng riêng. Vì tất cả các hóa học lỏng nở ra lúc bị đốt nóng, tách suất của chúng sút khi nhiệt độ tăng. Hệ số nhiệt độ dựa vào vào nhiệt độ của chất lỏng, nhưng trong những khoảng sức nóng độ nhỏ tuổi thì rất có thể coi là không đổi. Vì tại sao này, phần nhiều các vật dụng đo khúc xạ không có kiểm soát và điều hành nhiệt độ, tuy nhiên, một số kiến tạo cung cấp

kiểm soát ánh sáng nước.

Phép ngoại suy tuyến tính của tách suất với sự chuyển đổi nhiệt độ được gật đầu đồng ý đối với việc chênh lệch nhiệt độ nhỏ dại (10 - 20 ° C).

Việc xác định chính xác chiết suất trong khoảng nhiệt phạm vi được tiến hành theo các công thức thực nghiệm bao gồm dạng:

nt = n0 + at + bt2 +…

Đối cùng với phép đo khúc xạ hỗn hợp trên những dải độ đậm đặc rộng

sử dụng bảng hoặc phương pháp thực nghiệm. Hiển thị phụ thuộc-

chiết suất của hỗn hợp nước của một số trong những chất nhất định về nồng độ

gần với tuyến tính và hoàn toàn có thể xác định nồng độ của không ít chất này trong

nước tại 1 loạt những nồng độ (Hình 4) bằng phương pháp sử dụng hiện tượng khúc xạ

thước đo.

Hình 4 - Chỉ số khúc xạ của một vài dung dịch nước

Thông thường, n thể rắn và lỏng được xác minh bằng khúc xạ kế với độ chủ yếu xác

lên mang lại 0,0001. Thông dụng nhất là khúc xạ kế Abbe (Hình 5) với khối lăng kính và cỗ bù tán sắc, giúp xác minh nD ở ánh nắng "trắng" trên thang đo hoặc thông tư kỹ thuật số.

Hình 5 - Khúc xạ kế Abbe (IRF-454; IRF-22)

Khúc xạ xuất xắc khúc xạ là hiện tượng trong những số ấy sự thay đổi hướng của chùm ánh sáng, hoặc những sóng khác, xảy ra khi chúng đi qua ranh giới chia cách hai môi trường, cả hai số đông trong xuyên suốt (truyền các sóng này) và bên phía trong một môi trường có những đặc tính liên tục. Gắng đổi.

Chúng ta chạm chán hiện tượng khúc xạ khá liên tục và coi nó như một hiện tượng lạ bình thường: bạn có thể thấy rằng một cái que trong chất thủy tinh trong xuyên suốt với hóa học lỏng color bị "vỡ" trên điểm mà không khí với nước bóc tách ra (Hình 1). Khi tia nắng bị khúc xạ và phản xạ trong mưa, bọn họ vui mừng khi bắt gặp cầu vồng (Hình 2).

Chỉ số khúc xạ là 1 đặc tính quan trọng của một chất tương quan đến các đặc tính hóa lý của nó. Nó nhờ vào vào những giá trị nhiệt độ, cũng như độ lâu năm của sóng ánh nắng mà tại đó việc xác minh được thực hiện. Theo tài liệu kiểm tra quality trong một dung dịch, chỉ số khúc xạ bị ảnh hưởng bởi nồng độ của hóa học hòa rã trong nó, cũng như thực chất của dung môi. Đặc biệt, chỉ số khúc xạ của huyết thanh bị ảnh hưởng bởi lượng protein có trong nó, điều này là vì ở các tốc độ truyền khác nhau của tia sáng trong môi trường thiên nhiên có mật độ khác nhau, hướng của chúng biến hóa tại mặt ngăn cách giữa nhị môi trường. . Nếu bọn họ chia vận tốc ánh sáng trong chân không cho tốc độ ánh sáng trong hóa học đang nghiên cứu, ta được tách suất hoàn hảo và tuyệt vời nhất (chiết suất khúc xạ). Trong thực tế, tách suất tỉ đối (n) được xác định, là tỷ số giữa tốc độ ánh sáng trong không gian với tốc độ ánh sáng trong hóa học đang nghiên cứu.

Chỉ số khúc xạ được định lượng bởi một thiết bị đặc biệt quan trọng - máy đo khúc xạ.

Đo khúc xạ là 1 trong những phương thức phân tích thứ lý tiện lợi nhất và có thể được sử dụng trong các phòng thí điểm kiểm tra chất lượng trong phân phối hóa chất, thực phẩm, phụ gia hoa màu hoạt tính sinh học, mỹ phẩm và những loại sản phẩm khác với thời gian và số lượng mẫu yêu cầu thử nghiệm tối thiểu.

Thiết kế của khúc xạ kế dựa trên thực tiễn là những tia sáng bị phản xạ hoàn toàn khi chúng đi qua ranh giới của hai phương tiện (một trong những đó là lăng kính thủy tinh, phương còn lại là dung dịch thử nghiệm) (Hình 3).

Cơm. 3. Sơ trang bị khúc xạ kế

Từ nguồn (1), chùm sáng rơi trên mặt gương (2), sau đó, bị bội nghịch xạ, bước vào lăng kính chiếu sáng phía bên trên (3), kế tiếp đi vào lăng kính đo phía bên dưới (4), được gia công bằng thủy tinh. Bao gồm chiết suất cao. Giữa lăng kính (3) và (4) nhỏ dại 1–2 giọt mẫu bởi ống mao dẫn. Để không khiến ra hư lỗi cơ học đến lăng kính, không được để ống mao dẫn va vào bề mặt của nó.

Thị kính (9) thấy được một trường có những đường chéo cánh để tùy chỉnh thiết lập giao diện. Khi di chuyển thị kính, giao điểm của những trường cần thẳng mặt hàng với mặt chia cách (Hình 4). Khía cạnh phẳng của lăng kính (4) nhập vai trò là mặt phân cách, trên bề mặt có tia sáng khúc xạ. Vì các tia sáng bị phân tán, biên cương của ánh nắng và bóng tối trở nên mờ, óng ánh. Hiện tượng lạ này được sa thải bởi bộ bù tán sắc (5). Lúc ấy chùm tia trải qua thấu kính (6) với lăng kính (7). Trên tấm (8) có các nét kẻ ô (hai đường thẳng chéo nhau), tương tự như một thang chia độ tất cả chiết suất, được quan gần kề trên thị kính (9). Nó được sử dụng để đo lường và thống kê chiết suất.

Đường phân chia ranh giới ngôi trường sẽ tương xứng với góc sự phản xạ toàn phần viền trong, góc này nhờ vào vào tách suất của mẫu.

Phép đo khúc xạ được thực hiện để khẳng định độ tinh khiết với tính xác xắn của một chất. Phương pháp này cũng rất được sử dụng để khẳng định nồng độ của những chất trong dung dịch trong quy trình kiểm tra hóa học lượng, được đo lường từ đường chuẩn chỉnh (đồ thị biểu lộ sự nhờ vào của tách suất của mẫu vào nồng độ của nó).

Tại KorolevPharm, chỉ số khúc xạ được khẳng định theo tài liệu giải pháp đã được phê ưng chuẩn trong thừa trình kiểm soát điều hành nguyên liệu đầu vào, trong chiết xuất từ ​​quá trình sản xuất của chủ yếu chúng tôi, cũng tương tự trong quy trình sản xuất thành phẩm. Việc khẳng định được tiến hành bởi những nhân viên bao gồm trình độ của phòng thí nghiệm đồ lý cùng hóa học tập được công nhận thực hiện khúc xạ kế IRF-454 B2M.

Nếu địa thế căn cứ vào kết quả kiểm soát nguồn vào của nguyên liệu, chỉ số khúc xạ không đạt yêu thương cầu bắt buộc thiết, phần tử kiểm tra chất lượng sẽ lập Đạo qui định không phù hợp, trên cửa hàng đó, lô vật liệu này được trả lại. Công ty cung cấp.

Phương pháp xác định

1. Trước khi bước đầu đo, đề xuất kiểm tra độ sạch mát của bề mặt các lăng kính xúc tiếp với nhau.

2. Chất vấn điểm không. Ta nhỏ dại 2 ÷ 3 giọt nước chứa lên mặt phẳng lăng kính đo, đậy cẩn thận bằng lăng kính chiếu sáng. Open sổ phát sáng và áp dụng gương đặt nguồn sáng theo hướng có cường độ cao nhất. Bằng cách xoay các vít của thị kính, chúng tôi có được sự minh bạch rõ ràng, sắc đẹp nét giữa những trường buổi tối và sáng sủa trong trường nhìn của nó. Shop chúng tôi xoay vít và hướng đường bóng với ánh sáng làm sao để cho nó trùng cùng với điểm mà những đường này giao nhau trong cửa sổ phía bên trên của thị kính. Trên đường thẳng đứng ở cửa sổ dưới của thị kính, bọn họ thấy công dụng mong hy vọng - phân tách suất của nước đựng ở trăng tròn ° C (1,333). Nếu các tác dụng đọc khác nhau, hãy để vít phân tách suất thành 1.333, và với sự trợ giúp của chiếc chìa khóa (tháo vít điều chỉnh), shop chúng tôi đưa mặt đường viền của bóng về tối và ánh sáng tới điểm giao nhau của những đường.

3. Xác định chiết suất. Nâng phòng chiếu sáng lăng kính và loại trừ nước bằng giấy thanh lọc hoặc khăn ăn. Tiếp theo, bé dại 1-2 giọt dung dịch thử lên mặt phẳng lăng kính đo và che nắp khoang lại. Shop chúng tôi xoay các vít cho tới khi đường viền của nhẵn và ánh sáng trùng với nút giao nhau của các đường. Trên tuyến đường thẳng đứng ở hành lang cửa số dưới của thị kính, chúng ta thấy công dụng mong mong mỏi - tách suất của chủng loại thử. Ta tính tách suất trên thang phân tách độ ở hành lang cửa số dưới của thị kính.

Xem thêm: Ở Đậu Hà Lan Gen A Thân Cao, Alen A: Thân Thấp; Gen B: Hoa Đỏ

4. áp dụng đường chuẩn, bọn họ thiết lập quan hệ giữa độ đậm đặc của dung dịch và tách suất. Để thành lập biểu đồ, cần sẵn sàng các dung dịch chuẩn chỉnh có các nồng độ bằng phương pháp sử dụng các chế phẩm của các chất tinh khiết về khía cạnh hóa học, đo tách suất của bọn chúng và vẽ đồ dùng thị những giá trị thu được trên trục tọa độ, với vẽ biểu đồ dùng nồng độ tương ứng của những dung dịch bên trên trục abscissa. Phải chọn những khoảng nồng độ nhưng mà tại kia quan hệ đường tính giữa nồng độ và chiết suất. Công ty chúng tôi đo phân tách suất của mẫu thử và sử dụng đồ thị để xác định nồng độ của nó.