Үнэмлэхүй хугарлын илтгэгчийн хүснэгт. Физикийн үүднээс гэрлийн хугарлын үзэгдлийн онцлог

Хугарлын хуулийг боловсруулахдаа § 81-д оруулсан хугарлын илтгэгчийн талаар илүү дэлгэрэнгүй авч үзье.

Хугарлын илтгэгч нь оптик шинж чанар, туяа унах орчин, нэвтрэн орох орчин зэргээс хамаарна. Вакуумаас гэрэл орчинд тусах үед олж авсан хугарлын илтгэгчийг энэ орчны үнэмлэхүй хугарлын илтгэгч гэнэ.

Цагаан будаа. 184. Хоёр зөөвөрлөгчийн харьцангуй хугарлын илтгэгч:

Болъё үнэмлэхүй үзүүлэлтэхний болон хоёр дахь орчны хугарал байдаг - . Эхний болон хоёр дахь зөөвөрлөгчийн зааг дээрх хугарлыг харгалзан үзэхэд харьцангуй хугарлын илтгэгч гэж нэрлэгддэг эхний орчноос хоёрдугаарт шилжих үеийн хугарлын илтгэгч нь тэдгээрийн үнэмлэхүй хугарлын үзүүлэлтүүдийн харьцаатай тэнцүү байх ёстой. хоёр дахь болон эхний хэвлэл мэдээллийн хэрэгсэл:

(Зураг 184). Үүний эсрэгээр, хоёр дахь орчноос эхний рүү шилжихэд бид харьцангуй хугарлын илтгэгчтэй байдаг

Хоёр зөөвөрлөгчийн харьцангуй хугарлын илтгэгч ба тэдгээрийн үнэмлэхүй хугарлын үзүүлэлтүүдийн хооронд тогтоосон холболтыг урвуу хугарлын хуулийн (§ 82) адилаар шинэ туршилтгүйгээр онолын хувьд гаргаж болно.

Өндөр хугарлын илтгэгчтэй орчинг оптик нягтралтай гэж нэрлэдэг. Агаартай харьцуулахад янз бүрийн мэдээллийн хэрэгслийн хугарлын илтгэгчийг ихэвчлэн хэмждэг. Агаарын үнэмлэхүй хугарлын илтгэгч нь . Тиймээс аливаа орчны үнэмлэхүй хугарлын илтгэгч нь түүний агаартай харьцуулахад хугарлын илтгэгчтэй томьёогоор холбогддог.

Хүснэгт 6. Хугарлын илтгэгч янз бүрийн бодисуудагаартай харьцуулахад

Хугарлын илтгэгч нь гэрлийн долгионы урт, өөрөөр хэлбэл түүний өнгөнөөс хамаарна. Төрөл бүрийн өнгөхаргалзах янз бүрийн үзүүлэлтүүдхугарал. Тархалт гэж нэрлэгддэг энэ үзэгдэл тоглодог чухал үүрэгоптикт. Бид энэ үзэгдлийг дараагийн бүлгүүдэд дахин дахин авч үзэх болно. Хүснэгтэнд өгсөн өгөгдөл. 6, шар гэрлийг харна уу.

Тусгалын хуулийг хугарлын хуультай ижил хэлбэрээр албан ёсоор бичиж болно гэдэг нь сонирхолтой юм. Бид перпендикуляраас харгалзах туяа хүртэлх өнцгийг үргэлж хэмжихээр тохиролцсон гэдгийг санаарай. Тиймээс бид тусгалын өнцөг ба тусгалын өнцгийг эсрэг тэмдэгтэй байх ёстой, өөрөөр хэлбэл. тусгалын хуулийг гэж бичиж болно

(83.4)-ийг хугарлын хуультай харьцуулбал тусгалын хуулийг дараах байдлаар харж болно. онцгой тохиолдолүед хугарлын хууль . Тусгал ба хугарлын хуулиудын энэхүү албан ёсны ижил төстэй байдал нь практик асуудлыг шийдвэрлэхэд ихээхэн ач холбогдолтой юм.

Өмнөх танилцуулгад хугарлын илтгэгч нь түүгээр дамжин өнгөрөх гэрлийн эрчмээс үл хамааран орчны тогтмол гэсэн утгатай байв. Хугарлын илтгэгчийн ийм тайлбар нь нэлээд байгалийн юм, гэхдээ орчин үеийн лазер ашиглан цацрагийн өндөр эрчимтэй байж болох тохиолдолд энэ нь үндэслэлгүй юм. дундын шинж чанар дамжин хүчтэй гэрлийн ялгарал, энэ тохиолдолд түүний эрчимээс хамаарна. Тэдний хэлснээр орчин нь шугаман бус болдог. Орчны шугаман бус байдал нь ялангуяа өндөр эрчимтэй гэрлийн долгион нь хугарлын илтгэгчийг өөрчилдөгт илэрдэг. Хугарлын илтгэгчийн цацрагийн эрчмээс хамаарах хамаарал нь хэлбэртэй байна

Энд ердийн хугарлын илтгэгч, a нь шугаман бус хугарлын илтгэгч, пропорциональ коэффициент юм. Энэ томьёоны нэмэлт нэр томъёо нь эерэг эсвэл сөрөг байж болно.

Хугарлын илтгэгчийн харьцангуй өөрчлөлт харьцангуй бага байна. At шугаман бус хугарлын илтгэгч. Гэсэн хэдий ч хугарлын индекс дэх ийм жижиг өөрчлөлтүүд ч мэдэгдэхүйц юм: тэдгээр нь гэрлийг өөртөө төвлөрүүлэх өвөрмөц үзэгдэлээр илэрдэг.

Эерэг шугаман бус хугарлын илтгэгчтэй орчинг авч үзье. Энэ тохиолдолд гэрлийн эрч хүч нэмэгдэж байгаа газрууд нь хугарлын илтгэгч нэмэгдсэн талбайнууд юм. Бодит лазерын цацрагийн хувьд цацрагийн хөндлөн огтлолын эрчмийн тархалт нь ихэвчлэн жигд бус байдаг: тэнхлэгийн дагуу эрчим нь хамгийн их бөгөөд туяаны ирмэг хүртэл жигд буурдаг. 185 хатуу муруй. Үүнтэй төстэй тархалт нь лазер туяа тархдаг тэнхлэгийн дагуу шугаман бус орчинтой эсийн хөндлөн огтлолын хугарлын илтгэгчийн өөрчлөлтийг мөн тодорхойлдог. Эсийн тэнхлэгийн дагуу хамгийн их байдаг хугарлын илтгэгч нь түүний хана руу аажмаар буурдаг (185-р зураг дээрх тасархай муруй).

Лазераас тэнхлэгт параллель гарч ирж буй хувьсах хугарлын илтгэгчтэй орчинд унасан цацрагийн цацраг нь илүү их байх чиглэлд хазайдаг. Тиймээс OSP эсийн ойролцоо эрчимжилт ихсэх нь энэ бүсэд гэрлийн цацрагийн концентраци үүсэхэд хүргэдэг бөгөөд үүнийг хөндлөн огтлол ба Зураг дээр схемийн дагуу үзүүлэв. 185, энэ нь цаашид нэмэгдэхэд хүргэдэг. Эцсийн эцэст шугаман бус орчинд дамжин өнгөрөх гэрлийн цацрагийн үр дүнтэй хөндлөн огтлол нь мэдэгдэхүйц буурдаг. Гэрэл нарийн сувгаар дамждаг нэмэгдсэн хувьхугарал. Тиймээс лазер туяа нарийсч, шугаман бус орчин нь хүчтэй цацрагийн нөлөөн дор нэгдэх линзний үүрэг гүйцэтгэдэг. Энэ үзэгдлийг өөртөө анхаарал төвлөрүүлэх гэж нэрлэдэг. Үүнийг жишээ нь шингэн нитробензолд ажиглаж болно.

Цагаан будаа. 185. Кюветт орох хэсэгт (а), оролтын төгсгөлийн ойролцоо (), дунд хэсэгт (), кюветийн гаралтын төгсгөлийн ойролцоо () цацрагийн лазер туяаны хөндлөн огтлол дээр цацрагийн эрчим ба хугарлын илтгэгчийн тархалт. )

Ил тод хатуу бодисын хугарлын илтгэгчийг тодорхойлох

Мөн шингэн

Багаж хэрэгсэл ба дагалдах хэрэгсэл: гэрлийн шүүлтүүр бүхий микроскоп, хөндлөн хэлбэртэй AB ​​тэмдэг бүхий хавтгай параллель хавтан; "RL" брэндийн рефрактометр; шингэний багц.

Зорилго:шил ба шингэний хугарлын илтгэгчийг тодорхойлох.

Микроскоп ашиглан шилний хугарлын илтгэгчийг тодорхойлох

Ил тод материалын хугарлын илтгэгчийг тодорхойлох хатуу биетэмдэг бүхий энэ материалаар хийсэн хавтгай параллель хавтанг ашигладаг.

Тэмдэглэгээ нь харилцан перпендикуляр хоёр зураасаас бүрдэх бөгөөд тэдгээрийн нэг нь (A) доод хэсэгт, хоёр дахь нь (B) хавтангийн дээд гадаргуу дээр хэрэглэнэ. Хавтанг монохромат гэрлээр гэрэлтүүлж, микроскопоор шалгана. Дээр
будаа. 4.7-д судлагдсан хавтангийн хэсгийг босоо хавтгайгаар харуулав.

Шилэн агаарын интерфэйс дээр хугарсны дараа AD ба AE туяа DD1 ба EE1 чиглэлд явж микроскопын объектод унадаг.

Дээрээс хавтанг харж буй ажиглагч DD1 ба EE1 цацрагуудын үргэлжлэл огтлолцол дээр байгаа А цэгийг хардаг, өөрөөр хэлбэл. C цэг дээр.

Иймд А цэг нь С цэг дээр байгаа ажиглагчид мэт санагдана. Хавтангийн материалын хугарлын илтгэгч n, зузаан d ба хавтангийн харагдах зузаан d1 хоорондын хамаарлыг олъё.

4.7 VD \u003d BCtgi, BD \u003d ABtgr, хаанаас байгааг харж болно.

tgi/tgr = AB/BC,

энд AB = d нь хавтангийн зузаан; BC = d1 илэрхий хавтангийн зузаан.

Хэрэв i ба r өнцөг бага бол

Sini/Sinr = tgi/tgr, (4.5)

тэдгээр. Sini/Sinr = d/d1.

Гэрлийн хугарлын хуулийг харгалзан бид олж авна

d/d1 хэмжилтийг микроскоп ашиглан хийдэг.

Микроскопын оптик схем нь хоолойд суурилуулсан объектив ба нүдний шилийг багтаасан ажиглалтын систем, толь, зөөврийн гэрлийн шүүлтүүрээс бүрдсэн гэрэлтүүлгийн систем гэсэн хоёр системээс бүрдэнэ. Зургийн фокусыг хоолойн хоёр талд байрлах бариулыг эргүүлэх замаар гүйцэтгэдэг.

Баруун бариулын тэнхлэг дээр мөчний масштабтай диск байдаг.

Тогтмол заагчтай харьцуулахад мөч дээрх b заалт нь объективээс микроскопын шат хүртэлх h зайг тодорхойлно.

Коэффициент k нь бариулыг 1° эргүүлэхэд микроскопын хоолой ямар өндөрт шилжихийг заана.

Энэ тохируулгын объектын диаметр нь h зайтай харьцуулахад бага байдаг тул объектод орж буй хамгийн гадна талын цацраг нь микроскопын оптик тэнхлэгтэй жижиг i өнцөг үүсгэдэг.

Хавтан дахь гэрлийн хугарлын өнцөг r нь i өнцгөөс бага, i.e. нь мөн жижиг бөгөөд энэ нь нөхцөл (4.5)-д нийцэж байна.

Ажлын захиалга

1. Хавтанг микроскопын тайзан дээр байрлуулж, A ба B цохилтуудын огтлолцох цэгийг байрлуулна (Зураг 1-ийг үз).

Хугарлын индекс

4.7) харах талбарт байсан.

2. Өргөх механизмын бариулыг эргүүлж хоолойг дээд байрлалд нь дээшлүүлнэ.

3. Нүдний шил рүү хараад микроскопын хоолойг аажмаар доошлуулсны дараа бариулыг эргүүлж, харааны талбарт хавтангийн дээд гадаргууд наасан В зураасын тодорхой дүрс гарч ирэх хүртэл хийнэ. Микроскопын объективээс хавтангийн дээд ирмэг хүртэлх h1 зайтай пропорциональ мөчний b1 заалтыг тэмдэглэнэ үү: h1 = kb1 (Зураг 1).

4. С цэгт байгаа ажиглагчид А зураасны тодорхой дүрс гарч ирэх хүртэл хоолойг жигд доошлуул. Лимбийн b2 шинэ заалтыг тэмдэглэ. Линзээс h1 хүртэлх зай дээд гадаргуу b2-тай пропорциональ ялтсууд:
h2 = kb2 (Зураг 4.8, b).

Ажиглагч тэдгээрийг адилхан тод хардаг тул B ба C цэгээс линз хүртэлх зай тэнцүү байна.

h1-h2 хоолойн шилжилт нь хавтангийн харагдах зузаантай тэнцүү байна (Зураг 1).

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

5. Цус харвалтын огтлолцол дээр d хавтангийн зузааныг хэмжинэ. Үүнийг хийхийн тулд туслах шилэн хавтан 2-ыг туршилтын хавтан 1 (Зураг 4.9) доор байрлуулж, линз нь туршилтын хавтан дээр (бага зэрэг) хүрэх хүртэл микроскопын хоолойг доошлуулна. a1 мөчний заалтыг анхаарч үзээрэй. Судалж буй хавтанг аваад микроскопын хоолойг объектив хавтан 2-т хүрэх хүртэл буулгана.

Тэмдэглэл a2.

Үүний зэрэгцээ микроскопын объект нь судалж буй хавтангийн зузаантай тэнцэх өндөрт унах болно, өөрөөр хэлбэл.

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

6. Томъёог ашиглан хавтангийн материалын хугарлын илтгэгчийг тооцоол

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

7. Дээрх бүх хэмжилтийг 3 - 5 удаа давтаж, n, абсолют ба дундаж утгыг тооцоол. харьцангуй алдаа rn ба rn/n.

Шингэний хугарлын илтгэгчийг рефрактометр ашиглан тодорхойлох

Хугарлын индексийг тодорхойлоход ашигладаг багажийг рефрактометр гэж нэрлэдэг.

RL рефрактометрийн ерөнхий дүр төрх ба оптик схемийг Зураг дээр үзүүлэв. 4.10 ба 4.11.

Шингэний хугарлын илтгэгчийг RL рефрактометр ашиглан хэмжих нь хоёр зөөвөрлөгчийн хоорондох интерфэйсээр дамжсан гэрлийн хугарлын үзэгдэл дээр суурилдаг. янз бүрийн үзүүлэлтүүдхугарал.

Гэрлийн цацраг (Зураг.

4.11) 1-р эх үүсвэрээс (улайсдаг чийдэн эсвэл сарнисан өдрийн гэрэл) толь 2-ын тусламжтайгаар багажийн орон сууцны цонхоор хугарлын илтгэгч шилээр хийсэн 3 ба 4-р призмээс бүрдэх давхар призм рүү чиглүүлнэ. 1.540.

Дээд гэрэлтүүлгийн призмийн AA гадаргуу 3 (Зураг 1).

4.12, a) царцсан бөгөөд түрхсэн шингэний сарнисан гэрлийг гэрэлтүүлдэг. нимгэн давхарга 3 ба 4-р призмийн завсарт. Царцсан гадаргуу 3-аас тархсан гэрэл нь судалж буй шингэний хавтгай параллель давхаргаар дамжин өнгөрч, доод призм 4-ийн тэсрэх материалын диагональ ирмэг дээр өөр өөр доор унана.
өнцөг i тэгээс 90° хүртэл.

Бүрэн гэсэн үзэгдлээс зайлсхийхийн тулд дотоод тусгалТэсрэх гадаргуу дээрх гэрэлд судлагдсан шингэний хугарлын илтгэгч нь 4-р призмийн шилний хугарлын илтгэгчээс бага байх ёстой, өөрөөр хэлбэл.

1.540-аас бага.

90° тусах өнцөгтэй гэрлийн цацрагийг гулсах туяа гэнэ.

Шингэн шилний интерфэйс дээр хугарсан гулсах цацраг нь хугарлын хязгаарлагдмал өнцгөөр 4-р призмд орох болно. rгэх мэт< 90о.

D цэг дээрх гулсах цацрагийн хугарал (Зураг 4.12, а-г үзнэ үү) хуульд захирагдана.

nst / nzh \u003d sinipr / sinrpr (4.11)

эсвэл nzh = nstsinrpr, (4.12)

sinipr = 1 тул.

4-р призмийн ВС гадаргуу дээр гэрлийн туяа дахин хугарч, дараа нь

Sini¢pr/sinr¢pr = 1/ nst, (4.13)

r¢pr+i¢pr = i¢pr =a , (4.14)

Энд a нь призмийн хугарлын цацраг 4.

(4.12), (4.13), (4.14) тэгшитгэлийн системийг хамтад нь шийдэж, судалж буй шингэний хугарлын илтгэгч nzh-ийг туяанаас үүссэн цацрагийн хугарлын r'pr хязгаарлах өнцөгтэй харьцуулах томъёог гаргаж болно. призм 4:

Хэрэв 4-р призмээс гарч буй цацрагийн замд толбоны дуранг байрлуулсан бол Доод хэсэгтүүний харах талбар нь гэрэлтэх бөгөөд дээд хэсэг нь харанхуй болно. Гэрэл ба харанхуй талбайн хоорондох интерфейс нь r¢pr хязгаарлагдмал хугарлын өнцөг бүхий туяагаар үүсгэгддэг. Энэ системд r¢pr-ээс бага хугарлын өнцөгтэй цацраг байхгүй байна (Зураг 1).

Тиймээс r¢pr-ийн утга ба хиароскурогийн хилийн байрлал нь зөвхөн судалж буй шингэний хугарлын илтгэгч nzh-ээс хамаарна, учир нь nst ба a нь хэмжигдэхүүнүүд юм. энэ хэрэгсэлбайнгын.

Nst, a, r¢pr-ийг мэдэж байгаа тул (4.15) томъёог ашиглан nzh-ийг тооцоолох боломжтой. Практикт (4.15) томъёог рефрактометрийн хуваарийг тохируулахад ашигладаг.

9-р масштабаар (харна уу

будаа. 4.11), ld = 5893 Å хугарлын илтгэгчийн утгыг зүүн талд зурсан болно. 10 - 11 нүдний харааны урд талд (--) тэмдэгтэй хавтан 8 байна.

Нүдний шилийг 8-р хавтангийн дагуу масштабын дагуу хөдөлгөснөөр харанхуй ба цайвар харааны талбайн хоорондох тусгаарлах шугамтай тэмдгийг тэгшлэх боломжтой болно.

Тэмдэглэгээтэй давхцаж буй 9-р шатлалын хуваалт нь судалж буй шингэний хугарлын илтгэгчийн nzh утгыг өгдөг. Зорилго 6 ба нүдний шил 10-11 нь дуран үүсгэдэг.

Эргэдэг призм 7 цацрагийн чиглэлийг өөрчилж, нүдний шил рүү чиглүүлдэг.

Судалгаанд хамрагдаж буй шил ба шингэний тархалтаас болж цагаан гэрэлд ажиглагдах үед харанхуй ба тод талбайн хооронд тодорхой хуваагдах шугамын оронд цахилдаг зураас гарч ирдэг. Энэ нөлөөг арилгахын тулд дурангийн линзний өмнө дисперсийн компенсатор 5 суурилуулсан. Компенсаторын гол хэсэг нь гурван призмээс наасан призм бөгөөд телескопын тэнхлэгтэй харьцуулахад эргэлддэг.

Призмийн хугарлын өнцөг ба тэдгээрийн материалыг ld = 5893 Å долгионы урттай шар гэрэл хугаралгүйгээр дамжин өнгөрөхөөр сонгосон. Хэрэв өнгөт цацрагийн зам дээр түүний тархалт нь тэнцүү хэмжээтэй, гэхдээ хэмжих призм ба шингэний дисперсийн шинж тэмдгийн эсрэг байхаар нөхөн олговрын призм суурилуулсан бол нийт дисперс тэгтэй тэнцүү байх болно. Энэ тохиолдолд гэрлийн цацраг нь цагаан туяанд цугларах бөгөөд түүний чиглэл нь хязгаарлах шар туяаны чиглэлтэй давхцдаг.

Тиймээс нөхөн олговорын призм эргэх үед өнгөт сүүдэрийн өнгө арилдаг. Призм 5-тай хамт тархалтын мөч 12 нь тогтмол заагчтай харьцуулахад эргэлддэг (4.10-р зургийг үз). Мөчирний эргэлтийн өнцөг Z нь судлагдсан шингэний дундаж тархалтын утгыг дүгнэх боломжийг олгодог.

Залгах масштаб нь төгссөн байх ёстой. Хуваарийг угсралтын ажилд хавсаргав.

Ажлын захиалга

1. 3-р призмийг өргөж, 4-р призмийн гадаргуу дээр туршилтын шингэнээс 2-3 дусал дусааж, 3-р призмийг буулгана (4.10-р зургийг үз).

3. Нүдний онилгоо ашиглан цар хүрээ болон харааны талбаруудын хоорондох интерфэйсийн хурц дүрсийг олж аваарай.

4. Компенсаторын 12 бариулыг эргүүлэх 5, устгана өнгөт зурагхарах талбайн хил хязгаар.

Нүдний шилийг масштабын дагуу хөдөлгөж, (—-) тэмдгийг харанхуй ба цайвар талбайн хилтэй тэгшлээд шингэний индексийн утгыг бичнэ үү.

6. Санал болгож буй шингэний багцыг судалж, хэмжилтийн алдааг үнэлнэ.

7. Хэмжилт бүрийн дараа призмийн гадаргууг нэрмэл усанд дэвтээсэн шүүлтүүрийн цаасаар арчина.

тестийн асуултууд

Сонголт 1

Орчны үнэмлэхүй ба харьцангуй хугарлын индексийг тодорхойлно уу.

2. Хоёр зөөвөрлөгчийн интерфейсээр дамжих цацрагийн замыг зур (n2> n1, ба n2)< n1).

3. Хугарлын илтгэгч n-ийг хавтангийн d зузаан ба харагдахуйц зузаан d¢-тай холбосон хамаарлыг ол.

4. Даалгавар.Зарим бодисын нийт дотоод ойлтын хязгаарлах өнцөг нь 30 ° байна.

Энэ бодисын хугарлын илтгэгчийг ол.

Хариулт: n=2.

Сонголт 2

1. Нийт дотоод тусгал ямар үзэгдэл вэ?

2. RL-2 рефрактометрийн загвар, ажиллах зарчмыг тайлбарлана уу.

3. Рефрактометрийн компенсаторын үүргийг тайлбарла.

4. Даалгавар. Гэрлийн чийдэнг дугуй салны голоос 10 м-ийн гүнд буулгадаг. Гэрлийн чийдэнгээс нэг ч туяа гадаргуу дээр хүрэх ёсгүй тул салны хамгийн бага радиусыг ол.

Хариулт: R = 11.3 м.

ХУГАРЛЫН ИНДЕКС, эсвэл ХУГРАЛТЫН КОФФИЦИЕНТ, нь тунгалаг орчны хугарлын хүчийг тодорхойлдог хийсвэр тоо юм. Хугарлын илтгэгчийг латин үсгээр π гэж тэмдэглэсэн бөгөөд хоосон газраас өгөгдсөн тунгалаг орчинд орж буй цацрагийн тусгалын өнцгийн синусыг хугарлын өнцгийн синусын харьцаагаар тодорхойлно.

n = sin α/sin β = const буюу хоосон газар дахь гэрлийн хурдыг өгөгдсөн тунгалаг орчин дахь гэрлийн хурдтай харьцуулсан харьцаагаар: n = c/νλ хоосон газраас өгөгдсөн тунгалаг орчин хүртэл.

Хугарлын илтгэгчийг орчны оптик нягтын хэмжүүр гэж үздэг

Ингэж тодорхойлсон хугарлын илтгэгчийг харьцангуй хугарлын илтгэгчээс ялгаатай нь үнэмлэхүй хугарлын илтгэгч гэж нэрлэдэг.

д) гэрлийн хугарлын илтгэгчийг өнгөрөхөд гэрлийн тархалтын хурд хэдэн удаа удааширч байгааг харуулдаг бөгөөд энэ нь гэрлийн дундаас дамжих үед тусах өнцгийн синусын хугарлын өнцгийн синусын харьцаагаар тодорхойлогддог. нэг нягтралаас нөгөө нягтралын дунд. Харьцангуй хугарлын илтгэгч нь үнэмлэхүй хугарлын индексүүдийн харьцаатай тэнцүү байна: n = n2 / n1, энд n1 ба n2 нь эхний ба хоёр дахь орчны үнэмлэхүй хугарлын индекс юм.

Хатуу, шингэн ба хийн бүх биетүүдийн үнэмлэхүй хугарлын илтгэгч нэгээс их бөгөөд 1-ээс 2-ын хооронд хэлбэлздэг бөгөөд ховор тохиолдолд л 2-оос хэтэрдэг.

Хугарлын илтгэгч нь орчны шинж чанар болон гэрлийн долгионы уртаас хамаардаг ба долгионы урт багасах тусам нэмэгддэг.

Тиймээс p үсэгт индексийг оноож, индикатор нь аль долгионы уртыг илэрхийлж байгааг илтгэнэ.

ХУГАРЛЫН ИНДЕКС

Жишээлбэл, TF-1 шилний хувьд спектрийн улаан хэсэгт хугарлын илтгэгч nC=1.64210, ягаан хэсэгт nG’=1.67298 байна.

Зарим тунгалаг биетүүдийн хугарлын үзүүлэлтүүд

Агаар - 1.000292

Ус - 1334

Эфир - 1358

этилийн спирт - 1.363

Глицерин - 1473

Органик шил (plexiglass) - 1, 49

Бензол - 1.503

(Титэм шил - 1.5163

Гацуур (Канад), бальзам 1.54

Хүнд титэм шил - 1, 61 26

Цахиурт шил - 1.6164

Нүүрстөрөгчийн дисульфид - 1.629

Шилэн хүнд цахиур - 1, 64 75

монобромонафталин - 1.66

Шил бол хамгийн хүнд цахиур юм - 1.92

Алмаз - 2.42

Спектрийн янз бүрийн хэсгүүдийн хугарлын илтгэгчийн ялгаа нь хроматизмын шалтгаан болдог, i.e.

задрал цагаан гэрэл, хугарлын хэсгүүдээр дамжин өнгөрөх үед - линз, призм гэх мэт.

Лаборатори №41

Шингэний хугарлын илтгэгчийг рефрактометр ашиглан тодорхойлох

Ажлын зорилго: рефрактометр ашиглан шингэний хугарлын илтгэгчийг нийт дотоод тусгалын аргаар тодорхойлох. IRF-454B; уусмалын хугарлын илтгэгчийн түүний концентрацаас хамаарлыг судлах.

Суурилуулалтын тодорхойлолт

Монохроматик бус гэрэл хугарсан үед энэ нь бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн өнгө болж, спектр болгон задардаг.

Энэ үзэгдэл нь бодисын хугарлын илтгэгч гэрлийн давтамж (долгионы урт) -аас хамаардагтай холбоотой бөгөөд гэрлийн тархалт гэж нэрлэгддэг.

Дунд зэргийн хугарлын хүчийг долгионы урт дахь хугарлын илтгэгчээр тодорхойлох нь заншилтай байдаг. λ \u003d 589.3 нм (натрийн уурын спектр дэх хоёр ойрхон шар шугамын долгионы уртын дундаж).

60. Атом шингээлтийн шинжилгээнд уусмал дахь бодисын концентрацийг тодорхойлох ямар аргыг ашигладаг вэ?

Энэ хугарлын илтгэгчийг тэмдэглэв nД.

Вариацын хэмжүүр нь зөрүү ( nФ-nC), хаана nФдолгионы урт дахь бодисын хугарлын илтгэгч юм λ = 486.1 нм (устөрөгчийн спектрийн цэнхэр шугам), nCнь бодисын хугарлын илтгэгч юм λ - 656.3 нм (устөрөгчийн спектрийн улаан шугам).

Бодисын хугарал нь харьцангуй тархалтын утгаар тодорхойлогддог.
Гарын авлага нь ихэвчлэн харьцангуй тархалтын эсрэг хариу өгдөг, i.e.

д.
, хаана нь дисперсийн коэффициент буюу Аббе тоо юм.

Шингэний хугарлын илтгэгчийг тодорхойлох төхөөрөмж нь рефрактометрээс бүрдэнэ IRF-454Bүзүүлэлтийн хэмжилтийн хязгаартай; хугарал nД 1.2-1.7 хооронд; туршилтын шингэн, призмийн гадаргууг арчих салфетка.

Рефрактометр IRF-454Bнь шингэний хугарлын илтгэгчийг шууд хэмжих, мөн лабораторийн нөхцөлд шингэний дундаж тархалтыг тодорхойлох зориулалттай туршилтын хэрэгсэл юм.

Төхөөрөмжийн ажиллах зарчим IRF-454Bгэрлийн нийт дотоод тусгалын үзэгдэл дээр үндэслэсэн.

Төхөөрөмжийн бүдүүвч диаграммыг зурагт үзүүлэв. нэг.

Шинжилсэн шингэнийг 1 ба 2-р призмийн хоёр нүүрний хооронд байрлуулна. Сайн өнгөлсөн нүүртэй призм 2. ABхэмжиж байгаа бөгөөд призм 1 нь царцсан нүүртэй байна ГЭХДЭЭ1 AT1 - гэрэлтүүлэг. Гэрлийн эх үүсвэрээс туяа ирмэг дээр унадаг ГЭХДЭЭ1 FROM1 , хугарах, царцсан гадаргуу дээр унах ГЭХДЭЭ1 AT1 мөн энэ гадаргуугаар тархсан.

Дараа нь тэдгээр нь судлагдсан шингэний давхаргаар дамжин гадаргуу дээр унадаг. ABпризм 2.

Хугарлын хуулийн дагуу
, хаана
болон нь шингэн ба призм дэх цацрагийн хугарлын өнцөг юм.

Туслах өнцөг нэмэгдэх тусам
хугарлын өнцөг мөн нэмэгдэж, хүрдэг хамгийн их утга
, хэзээ
, т.

д.шингэн дэх цацраг гадаргуу дээгүүр гулсах үед AB. Үүний үр дүнд,
. Тиймээс 2-р призмээс гарч буй цацрагууд нь тодорхой өнцгөөр хязгаарлагддаг
.

Шингэнээс призм 2 руу том өнцгөөр ирж буй туяа нь интерфэйс дээр бүхэлдээ дотоод тусгалд ордог. ABмөн призмээр дамжиж болохгүй.

Энэ төхөөрөмжийг шингэн хугарлын илтгэгчийг судлахад ашигладаг Энэ нь хугарлын илтгэгчээс бага байна призм 2, тиймээс шингэн ба шилний хил дээр хугарсан бүх чиглэлийн туяа призмд орох болно.

Дамжуулдаггүй туяанд тохирох призмийн хэсэг харанхуйлах нь ойлгомжтой. Призмээс гарч буй цацрагийн зам дээр байрлах телескоп 4-т харах талбайн гэрэл ба харанхуй хэсгүүдэд хуваагдахыг ажиглаж болно.

Призмийн системийг 1-2 эргүүлснээр гэрэл ба харанхуй талбайн хоорондох хилийг дурангийн нүдний харааны утаснуудын хөндлөн огтлолтой холбодог. 1-2 призмийн систем нь хугарлын илтгэгчийн утгуудаар тохируулагдсан хуваарьтай холбоотой.

Хуваарь нь хоолойн харааны талбайн доод хэсэгт байрладаг бөгөөд харааны талбайн хэсгийг утаснуудын хөндлөн огтлолтой хослуулах үед шингэний хугарлын илтгэгчийн харгалзах утгыг өгнө. .

Тархалтын улмаас цагаан гэрэлд харагдах талбайн интерфейс нь өнгөтэй болно. Өнгө өнгийг арилгах, мөн туршилтын бодисын дундаж тархалтыг тодорхойлохын тулд наасан шууд харааны призмийн хоёр системээс (Amici призм) бүрдсэн компенсатор 3-ыг ашигладаг.

Призмийг нарийн эргэлдэгч ашиглан янз бүрийн чиглэлд нэгэн зэрэг эргүүлэх боломжтой механик төхөөрөмж, ингэснээр компенсаторын өөрийн дисперсийг өөрчилж, харааны талбайн хилийн өнгийг арилгах, оптик системээр дамжуулан ажиглагдсан 4. Хуваарьтай хүрд нь компенсаторт холбогдсон бөгөөд түүгээр тархалтын параметрийг тодорхойлдог бөгөөд энэ нь тооцоолох боломжтой дундаж хэлбэлзэлбодисууд.

Ажлын захиалга

Эх үүсвэрээс (улайсдаг чийдэн) гэрэл нь гэрэлтүүлэгч призмд орж, харааны талбарыг жигд гэрэлтүүлэхийн тулд төхөөрөмжийг тохируулна.

2. Хэмжих призмийг нээнэ.

Шилэн саваагаар түүний гадаргуу дээр хэдэн дусал ус хийж, призмийг сайтар хаа. Призмүүдийн хоорондох зайг нимгэн усаар жигд дүүргэх ёстой (үүнд онцгой анхаарал хандуулах хэрэгтэй).

Төхөөрөмжийн боолтыг масштабаар ашиглан харах талбайн өнгийг арилгаж, гэрэл, сүүдрийн хоорондох хурц хилийг олж авна. Үүнийг өөр эрэгний тусламжтайгаар төхөөрөмжийн нүдний шилний лавлагаатай тэгшлээрэй. Усны хугарлын илтгэгчийг нүдний шилний масштабаар мянганы нарийвчлалтайгаар тодорхойлно.

Хүлээн авсан үр дүнг усны лавлагаа мэдээлэлтэй харьцуул. Хэрэв хэмжсэн болон хүснэгтийн хугарлын илтгэгчийн зөрүү ± 0.001-ээс хэтрэхгүй бол хэмжилтийг зөв хийсэн болно.

Дасгал 1

1. Уусмалыг бэлтгэх ширээний давс (NaCl) уусах чадварын хязгаартай ойролцоо концентрацитай (жишээлбэл, C = 200 г/литр).

Үүссэн уусмалын хугарлын илтгэгчийг хэмжинэ.

3. Уусмалыг бүхэл тоогоор шингэлж, индикаторын хамаарлыг олж авна; уусмалын концентрацаас хугарах ба хүснэгтийг бөглөнө үү. нэг.

Хүснэгт 1

Дасгал.Уусмалын концентрацийг хамгийн их (анхны) 3/4-тэй тэнцүү хэмжээгээр шингэлэх замаар хэрхэн яаж авах вэ?

Хараат байдлын график n=n(C). Туршилтын өгөгдлийг цаашдын боловсруулалтыг багшийн зааврын дагуу хийх ёстой.

Туршилтын өгөгдлийг боловсруулах

a) График арга

Графикаас налууг тодорхойлно AT, туршилтын нөхцөлд ууссан бодис ба уусгагчийг тодорхойлох болно.

2. График ашиглан уусмалын концентрацийг тодорхойлно NaClлабораторийн туслах өгсөн.

б) Аналитик арга

арга хамгийн бага квадратуудтооцоолох ГЭХДЭЭ, ATболон СБ.

Олдсон утгын дагуу ГЭХДЭЭболон ATдундажийг тодорхойлно
уусмалын концентраци NaClлабораторийн туслах өгсөн

тестийн асуултууд

гэрлийн тархалт. Ялгаа нь юу вэ хэвийн тархалтхэвийн бус байдлаас?

2. Нийт дотоод тусгал ямар үзэгдэл вэ?

3. Энэ тохиргоог ашиглан призмийн хугарлын илтгэгчээс их шингэний хугарлын илтгэгчийг яагаад хэмжих боломжгүй вэ?

4. Яагаад призмийн нүүр ГЭХДЭЭ1 AT1 царцсан болгох уу?

Эвдрэл, индекс

Сэтгэл судлалын нэвтэрхий толь бичиг

Сэтгэцийн доройтлын зэргийг үнэлэх арга! Векслер-Белевью тестээр хэмжсэн функцууд. Туршилтаар хэмжигдэх зарим чадварын хөгжлийн түвшин нас ахих тусам буурдаг бол зарим нь буурдаггүй гэсэн ажиглалтад үндэслэн уг индексийг гаргажээ.

Индекс

Сэтгэл судлалын нэвтэрхий толь бичиг

- индекс, нэр, цол хэргэмийн бүртгэл гэх мэт. Сэтгэл судлалд - үзэгдлийн тоон үзүүлэлт, шинж чанарыг тодорхойлох дижитал үзүүлэлт.

Бодисын хугарлын илтгэгч юунаас хамаардаг вэ?

Индекс

Сэтгэл судлалын нэвтэрхий толь бичиг

1. Ихэнх ерөнхий утга: тэмдэглэх, тодорхойлох, чиглүүлэхэд ашигладаг бүх зүйл; заалт, бичээс, тэмдэг, тэмдэг. 2. Томьёо эсвэл тоо, ихэвчлэн харьцаагаар илэрхийлэгддэг, утгууд эсвэл хэмжилтүүдийн хоорондын зарим хамаарлыг харуулсан эсвэл ...

Нийгэмшил, индекс

Сэтгэл судлалын нэвтэрхий толь бичиг

Хүний нийтэч байдлыг илэрхийлдэг шинж чанар. Жишээлбэл, социограмм нь бусад хэмжүүрүүдийн дунд бүлгийн янз бүрийн гишүүдийн нийтэч байдлын үнэлгээг өгдөг.

Сонголт, индекс

Сэтгэл судлалын нэвтэрхий толь бичиг

Хувь хүнийг бие биенээсээ ялгахад тодорхой сорил эсвэл шинжилгээний зүйлийн хүчийг үнэлэх томъёо.

Найдвартай байдал, индекс

Сэтгэл судлалын нэвтэрхий толь бичиг

Туршилтаас олж авсан бодит утга ба онолын хувьд зөв утгуудын хоорондын хамаарлыг тооцдог статистик.

Энэ индексийг r-ийн утга хэлбэрээр өгсөн бөгөөд r нь тооцоолсон аюулгүй байдлын хүчин зүйл юм.

Урьдчилан таамаглах үр ашиг, индекс

Сэтгэл судлалын нэвтэрхий толь бичиг

Тухайн хувьсагчийн хамаарал нь мэдэгдэж байгаа тохиолдолд нэг хувьсагчийн талаарх мэдлэгийг өөр нэг хувьсагчийн талаар таамаглахад хэр зэрэг ашиглаж болохыг тодорхойлох хэмжүүр. Ихэвчлэн бэлгэдлийн хэлбэрээр үүнийг E, индексийг 1 - ((...) гэж илэрхийлдэг.

Үг, индекс

Сэтгэл судлалын нэвтэрхий толь бичиг

Бичгийн болон/эсвэл ярианы хэлэнд үгийн системчилсэн давтамжийг илэрхийлэх ерөнхий нэр томъёо.

Ихэнхдээ ийм индексүүд нь нэгдүгээр ангийн сурах бичиг, эцэг эх, хүүхдийн харилцан үйлчлэл гэх мэт тодорхой хэл шинжлэлийн чиглэлээр хязгаарлагддаг. Гэсэн хэдий ч тооцоолол мэдэгдэж байна ...

Биеийн бүтэц, индекс

Сэтгэл судлалын нэвтэрхий толь бичиг

Өндөр болон цээжний тойргийн харьцаанд үндэслэн Эйзенкийн санал болгосон биеийн хэмжилт.

Оноо нь "хэвийн" мужид байгаа хүмүүсийг дотор нь мезоморф гэж нэрлэдэг стандарт хэлбэлзэлэсвэл дунджаас дээш - лептоморфууд ба стандарт хазайлт дотор эсвэл ...

ЛЕКЦ №24

"ШИНЖИЛГЭЭНИЙ ХЭРЭГСЭЛИЙН АРГАЧЛАЛ"

РЕФРАКТометр.

Уран зохиол:

1. В.Д. Пономарев "Аналитик хими" 1983 246-251

2. А.А. Ишченко "Аналитик хими" 2004 х 181-184

РЕФРАКТометр.

Рефрактометр нь шинжилгээний хамгийн энгийн физик аргуудын нэг бөгөөд хамгийн бага хэмжээний анализатор шаарддаг бөгөөд маш богино хугацаанд хийгддэг.

Рефрактометр- хугарал буюу хугарлын үзэгдэлд суурилсан арга, i.e.

нэг орчноос нөгөөд шилжих үед гэрлийн тархалтын чиглэл өөрчлөгдөх.

Гэрлийн хугарал, түүнчлэн гэрлийн шингээлт нь түүний орчинтой харилцан үйлчлэлийн үр дагавар юм.

Рефрактометр гэдэг үг нь хэмжээс хугарлын илтгэгчийн утгаар үнэлэгддэг гэрлийн хугарал.

Хугарлын индексийн утга nхамаарна

1) бодис, системийн найрлага,

2) -аас ямар концентрацид мөн гэрлийн туяа замдаа ямар молекулуудтай тааралддаг, учир нь

гэрлийн молекулуудын нөлөөн дор янз бүрийн бодисуудөөрөөр туйлширсан. Энэ хамаарал дээр рефрактометрийн аргыг үндэслэдэг.

Энэ арга нь хэд хэдэн давуу талтай бөгөөд үүний үр дүнд тэрээр олж мэдсэн өргөн хэрэглээхимийн судалгаа болон үйл явцын хяналтын аль алинд нь .

1) Хэмжилтийн хугарлын индекс өндөр байна энгийн процесс, яг хийж байгаа бөгөөд цагт хамгийн бага зардалцаг хугацаа, материалын хэмжээ.

2) Дүрмээр бол рефрактометр нь гэрлийн хугарлын илтгэгч болон шинжлэгдэх бодисын агууламжийг тодорхойлоход 10% хүртэл нарийвчлалтай байдаг.

Рефрактометрийн аргыг жинхэнэ, цэвэр байдлыг хянах, бие даасан бодисыг тодорхойлох, уусмалыг судлахдаа органик болон органик бус нэгдлүүдийн бүтцийг тодорхойлоход ашигладаг.

Рефрактометрийг хоёр бүрэлдэхүүн хэсэгтэй уусмалын найрлагыг тодорхойлох, гурвалсан системд ашигладаг.

Аргын физик үндэс

ХУГРААХ ҮЗҮҮЛЭГЧ.

Нэг орчноос нөгөөд шилжих явцад гэрлийн туяа анхны чиглэлээсээ хазайх тусам гэрлийн тархалтын хурд хоёр дахь ялгаа их байх болно.

эдгээр орчин.

Дурын I ба II хоёр тунгалаг орчны зааг дээрх гэрлийн цацрагийн хугарлыг авч үзье (Зураг 2-ыг үз).

Будаа.). II орчин нь хугарлын хүч ихтэй тул санал нийлэе. n1болон n2- харгалзах зөөвөрлөгчийн хугарлыг харуулна. Хэрэв I орчин нь вакуум ч биш, агаар ч биш бол гэрлийн цацрагийн тусгалын өнцгийн син ба хугарлын өнцгийн сингийн харьцаа нь харьцангуй хугарлын илтгэгч n rel-ийн утгыг өгнө. n rel-ийн утга.

Шилний хугарлын илтгэгч гэж юу вэ? Мөн хэзээ мэдэх шаардлагатай вэ?

Мөн авч үзэж буй зөөвөрлөгчийн хугарлын үзүүлэлтүүдийн харьцаа гэж тодорхойлж болно.

nrel. = —— = —

Хугарлын илтгэгчийн утга нь үүнээс хамаарна

1) бодисын шинж чанар

Материйн мөн чанар Энэ тохиолдолдгэрлийн нөлөөн дор түүний молекулуудын хэв гажилтын зэргийг тодорхойлдог - туйлшралын зэрэг.

Туйлшрах чадвар илүү хүчтэй байх тусам гэрлийн хугарал илүү хүчтэй болно.

2)туссан гэрлийн долгионы урт

Хугарлын илтгэгчийн хэмжилтийг 589.3 нм гэрлийн долгионы уртад (натрийн спектрийн D шугам) хийдэг.

Хугарлын илтгэгчийн гэрлийн долгионы уртаас хамаарах хамаарлыг дисперс гэж нэрлэдэг.

Долгионы урт богино байх тусам хугарал их болно. Тиймээс туяа өөр өөр урттайдолгион нь өөр өөр хугардаг.

3)температур хэмжилт хийх үед. Урьдчилсан нөхцөлхугарлын илтгэгчийг тодорхойлох нь нийцэл юм температурын горим. Ихэвчлэн тодорхойлолтыг 20±0.30С-д гүйцэтгэдэг.

Температур өсөх тусам хугарлын илтгэгч буурч, температур буурах тусам нэмэгддэг..

Температурын засварыг дараахь томъёогоор тооцоолно.

nt=n20+ (20-т) 0.0002, энд

н-баяртай өгөгдсөн температурт хугарлын индекс;

n20 - 200С-ийн хугарлын илтгэгч

Хий ба шингэний хугарлын үзүүлэлтүүдийн утгын температурын нөлөөлөл нь тэдгээрийн эзэлхүүний тэлэлтийн коэффициентүүдийн утгатай холбоотой байдаг.

Халах үед бүх хий, шингэний хэмжээ нэмэгдэж, нягтрал буурч, улмаар индикатор буурдаг.

200С-т хэмжсэн хугарлын илтгэгч, 589.3 нм гэрлийн долгионы уртыг индексээр зааж өгсөн болно. nD20

Нэг төрлийн хоёр бүрэлдэхүүн хэсэгтэй системийн хугарлын илтгэгчийн түүний төлөв байдлаас хамаарах хамаарлыг бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн агуулга нь мэдэгдэж байгаа хэд хэдэн стандарт системийн (жишээлбэл, уусмал) хугарлын илтгэгчийг тодорхойлох замаар туршилтаар тогтоодог.

4) уусмал дахь бодисын концентраци.

Олон хүний ​​хувьд усан уусмалбодис, янз бүрийн концентраци, температурт хугарлын индексийг найдвартай хэмждэг бөгөөд эдгээр тохиолдолд та лавлагааг ашиглаж болно. рефрактометрийн хүснэгтүүд.

Дадлагаас харахад ууссан бодисын агууламж 10-20% -иас хэтрэхгүй байх үед график аргаолон тохиолдолд та ашиглаж болно шугаман тэгшитгэлтөрөл:

n=үгүй+FC,

n-уусмалын хугарлын илтгэгч,

үгүйнь цэвэр уусгагчийн хугарлын илтгэгч,

C- ууссан бодисын концентраци,%

Ф-эмпирик коэффициент, түүний утгыг олно

мэдэгдэж байгаа концентрацитай уусмалын хугарлын индексийг тодорхойлох замаар.

РЕФРАКТОМЕТР.

Рефрактометр нь хугарлын илтгэгчийг хэмжихэд ашигладаг төхөөрөмж юм.

Эдгээр багажийн 2 төрөл байдаг: Abbe төрлийн рефрактометр ба Пульфрич төрлийн. Эдгээр болон бусад аль алинд нь хэмжилт нь хугарлын хязгаарлагдмал өнцгийн хэмжээг тодорхойлоход суурилдаг. Практикт рефрактометрийг ашигладаг янз бүрийн системүүд: лаборатори-RL, universal RLU гэх мэт.

Нэрмэл усны хугарлын илтгэгч n0 = 1.33299, практикт энэ үзүүлэлтийг n0 гэж иш татдаг. =1,333.

Рефрактометрийн ажиллах зарчим нь хугарлын илтгэгчийг хязгаарлах өнцгийн аргаар (гэрлийн нийт тусгалын өнцөг) тодорхойлоход суурилдаг.

Гар рефрактометр

Рефрактометр Аббе

Оптик бол физикийн хамгийн эртний салбаруудын нэг юм. Эртний Грекээс олон философчид ус, шил, алмаз, агаар зэрэг янз бүрийн тунгалаг материал дахь гэрлийн хөдөлгөөн, тархалтын хуулиудыг сонирхож ирсэн. Энэ нийтлэлд гэрлийн хугарлын үзэгдлийг авч үзэж, агаарын хугарлын илтгэгчид анхаарлаа хандуулав.

Гэрлийн цацрагийн хугарлын нөлөө

Амьдралдаа хүн бүр усан сангийн ёроол руу эсвэл ямар нэгэн зүйл байрлуулсан аяга ус руу харахад ийм үр дагавартай олон зуун удаа тулгарч байсан. Үүний зэрэгцээ усан сан нь яг байгаа шигээ гүн биш мэт санагдаж, аягатай усан доторх объектууд гажигтай эсвэл эвдэрсэн мэт харагдаж байв.

Хугарлын үзэгдэл нь хоёр тэнхлэгийн хоорондох интерфэйсийг гатлах үед түүний шулуун шугамын тасалдал юм. ил тод материал. Дүгнэж байна олон тоонытуршилтын өгөгдөл, XVII эхэн үезууны Голландын Виллеброд Снелл энэ үзэгдлийг үнэн зөв дүрсэлсэн математикийн илэрхийлэлийг хүлээн авсан. Энэ илэрхийлэл дотор бичигдсэн байна дараах хэлбэр:

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

Энд n 1, n 2 нь харгалзах материал дахь гэрлийн үнэмлэхүй хугарлын индекс, θ 1 ба θ 2 нь тусгал болон хугарсан цацрагуудын хоорондох өнцөг ба цацрагийн огтлолцлын цэгээр дамжсан интерфэйсийн хавтгайд перпендикуляр байна. мөн энэ онгоц.

Энэ томъёог Снелл эсвэл Снелл-Декартын хууль гэж нэрлэдэг (энэ нь франц хүн үүнийг танилцуулсан хэлбэрээр бичсэн, Голланд хүн синус биш, харин уртын нэгжийг ашигласан).

Энэ томъёоноос гадна хугарлын үзэгдлийг геометрийн шинж чанартай өөр хуулиар дүрсэлсэн байдаг. Энэ нь хавтгайд тэмдэглэгдсэн перпендикуляр ба хоёр туяа (хугарсан ба туссан) нэг хавтгайд байрладагтай холбоотой юм.

Үнэмлэхүй хугарлын илтгэгч

Энэ утгыг Snell томъёонд оруулсан бөгөөд түүний үнэ цэнэ нь чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Математикийн хувьд хугарлын илтгэгч n нь дараах томьёотой тохирч байна.

c тэмдэг нь вакуум дахь цахилгаан соронзон долгионы хурд юм. Энэ нь ойролцоогоор 3*10 8 м/с байна. V утга нь орчин дахь гэрлийн хурд юм. Тиймээс хугарлын илтгэгч нь агааргүй орон зайтай харьцуулахад орчин дахь гэрлийн удаашралтын хэмжээг тусгадаг.

Дээрх томъёоноос хоёр чухал дүгнэлт гарч байна.

• n-ийн утга нь үргэлж 1-ээс их байдаг (вакуум нь нэгтэй тэнцүү);
• энэ нь хэмжээсгүй хэмжигдэхүүн юм.

Жишээлбэл, агаарын хугарлын илтгэгч 1.00029 байхад усны хувьд 1.33 байна.

Хугарлын илтгэгч нь тодорхой орчны хувьд тогтмол утга биш юм. Энэ нь температураас хамаарна. Түүнээс гадна цахилгаан соронзон долгионы давтамж бүрийн хувьд энэ нь өөрийн гэсэн утгатай байдаг. Тиймээс дээрх тоонууд нь 20 хэмийн температуртай, харагдахуйц спектрийн шар хэсэгтэй тохирч байна (долгионы урт - ойролцоогоор 580-590 нм).

Гэрлийн давтамжаас n-ийн утгын хамаарал нь цагаан гэрлийг призмээр хэд хэдэн өнгө болгон задлах, мөн ширүүн борооны үед тэнгэрт солонго үүсэх зэргээр илэрдэг.

Агаар дахь гэрлийн хугарлын илтгэгч

Үүний утгыг (1.00029) дээр аль хэдийн өгсөн. Агаарын хугарлын илтгэгч нь зөвхөн дөрөв дэх аравтын бутархайд тэгээс ялгаатай байдаг тул практик асуудлыг шийдвэрлэхийн тулд үүнийг нэгтэй тэнцүү гэж үзэж болно. Агаарын нэгдлээс n-ийн бага зэргийн ялгаа нь агаарын молекулууд гэрлийг бараг удаашруулдаггүйг харуулж байгаа бөгөөд энэ нь харьцангуй бага нягттай холбоотой юм. Тиймээс агаарын дундаж нягт нь 1.225 кг / м 3, өөрөөр хэлбэл цэвэр уснаас 800 дахин хөнгөн юм.

Агаар бол оптикийн хувьд нимгэн орчин юм. Материал дахь гэрлийн хурдыг удаашруулах үйл явц нь квант шинж чанартай бөгөөд бодисын атомуудын фотоныг шингээх, ялгаруулах үйл ажиллагаатай холбоотой байдаг.

Агаарын найрлага дахь өөрчлөлт (жишээлбэл, доторх усны уурын агууламж нэмэгдэх), температурын өөрчлөлт нь мэдэгдэхүйц өөрчлөлтүүдХугарлын индекс. Гол жишээЭнэ нь янз бүрийн температуртай агаарын давхаргын хугарлын үзүүлэлтүүдийн зөрүүгээс болж үүсдэг цөл дэх сармагчингийн нөлөө юм.

шилэн агаарын интерфейс

Шил нь агаараас хамаагүй нягт орчин юм. Түүний үнэмлэхүй хугарлын индекс нь шилний төрлөөс хамааран 1.5-1.66 хооронд хэлбэлздэг. Хэрэв бид дундаж утгыг 1.55 гэж үзвэл агаарын шилний интерфейс дээрх цацрагийн хугарлыг дараах томъёогоор тооцоолж болно.

нүгэл (θ 1) / гэм (θ 2) \u003d n 2 / n 1 \u003d n 21 \u003d 1.55.

N 21-ийн утгыг агаарын харьцангуй хугарлын илтгэгч гэж нэрлэдэг - шил. Хэрэв цацраг шилнээс агаарт гарвал дараах томъёог хэрэглэнэ.

нүгэл (θ 1) / нүгэл (θ 2) \u003d n 2 / n 1 \u003d n 21 \u003d 1 / 1.55 \u003d 0.645.

Сүүлчийн тохиолдолд хугарсан цацрагийн өнцөг нь 90 o-тэй тэнцүү бол харгалзах өнцгийг эгзэгтэй гэж нэрлэдэг. Шилэн агаарын хилийн хувьд энэ нь дараахтай тэнцүү байна.

θ 1 \u003d arcsin (0.645) \u003d 40.17 o.

Хэрэв цацраг нь шилэн агаарын хил дээр 40.17 ° -аас их өнцөгтэй унавал шилэнд бүрэн тусах болно. Энэ үзэгдлийг "нийт дотоод тусгал" гэж нэрлэдэг.

Чухал өнцөг нь зөвхөн цацраг нь нягт орчноос (шилнээс агаарт, харин эсрэгээр) шилжих үед л байдаг.

ЛЕКЦ №24

"ШИНЖИЛГЭЭНИЙ ХЭРЭГСЭЛИЙН АРГАЧЛАЛ"

РЕФРАКТометр.

Уран зохиол:

1. В.Д. Пономарев "Аналитик хими" 1983 246-251

2. А.А. Ишченко "Аналитик хими" 2004 х 181-184

РЕФРАКТометр.

Рефрактометр нь шинжилгээний хамгийн энгийн физик аргуудын нэг бөгөөд хамгийн бага хэмжээний анализатор шаарддаг бөгөөд маш богино хугацаанд хийгддэг.

Рефрактометр- хугарал буюу хугарлын үзэгдэлд суурилсан арга, i.e. нэг орчноос нөгөөд шилжих үед гэрлийн тархалтын чиглэл өөрчлөгдөх.

Гэрлийн хугарал, түүнчлэн гэрлийн шингээлт нь түүний орчинтой харилцан үйлчлэлийн үр дагавар юм. Рефрактометр гэдэг үг нь хэмжээс хугарлын илтгэгчийн утгаар үнэлэгддэг гэрлийн хугарал.

Хугарлын индексийн утга nхамаарна

1) бодис, системийн найрлага,

2) -аас ямар концентрацид мөн гэрлийн туяа замдаа ямар молекулуудтай тааралддаг, учир нь Гэрлийн үйл ажиллагааны дор янз бүрийн бодисын молекулууд янз бүрийн аргаар туйлширдаг. Энэ хамаарал дээр рефрактометрийн аргыг үндэслэдэг.

Энэ арга нь хэд хэдэн давуу талтай бөгөөд үүний үр дүнд химийн судалгаа, технологийн процессыг хянахад өргөн хэрэглэгддэг.

1) Хугарлын индексийг хэмжих нь маш энгийн процесс бөгөөд үнэн зөв, хамгийн бага цаг хугацаа, бодисын хөрөнгө оруулалтаар хийгддэг.

2) Дүрмээр бол рефрактометр нь гэрлийн хугарлын илтгэгч болон шинжлэгдэх бодисын агууламжийг тодорхойлоход 10% хүртэл нарийвчлалтай байдаг.

Рефрактометрийн аргыг жинхэнэ, цэвэр байдлыг хянах, бие даасан бодисыг тодорхойлох, уусмалыг судлахдаа органик болон органик бус нэгдлүүдийн бүтцийг тодорхойлоход ашигладаг. Рефрактометрийг хоёр бүрэлдэхүүн хэсэгтэй уусмалын найрлагыг тодорхойлох, гуравдагч системд ашигладаг.

Аргын физик үндэс

ХУГРААХ ҮЗҮҮЛЭГЧ.

Нэг орчноос нөгөөд шилжих явцад гэрлийн туяа анхны чиглэлээсээ хазайх тусам гэрлийн тархалтын хурд хоёр дахь ялгаа их байх болно.

эдгээр орчин.

I ба II хоёр тунгалаг орчны зааг дээрх гэрлийн цацрагийн хугарлыг авч үзье (Зураг харна уу). II орчин нь хугарлын хүч ихтэй тул санал нийлэе. n 1болон n2- харгалзах зөөвөрлөгчийн хугарлыг харуулна. Хэрэв I орчин нь вакуум ч биш, агаар ч биш бол гэрлийн цацрагийн тусгалын өнцгийн син ба хугарлын өнцгийн сингийн харьцаа нь харьцангуй хугарлын илтгэгч n rel-ийн утгыг өгнө. n rel-ийн утга. Мөн авч үзэж буй зөөвөрлөгчийн хугарлын үзүүлэлтүүдийн харьцаа гэж тодорхойлж болно.

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

Хугарлын илтгэгчийн утга нь үүнээс хамаарна

1) бодисын шинж чанар

Энэ тохиолдолд бодисын шинж чанарыг гэрлийн нөлөөн дор түүний молекулуудын хэв гажилтын зэрэг - туйлшралын зэргээр тодорхойлно. Туйлшрах чадвар илүү хүчтэй байх тусам гэрлийн хугарал илүү хүчтэй болно.

2)туссан гэрлийн долгионы урт

Хугарлын илтгэгчийн хэмжилтийг 589.3 нм гэрлийн долгионы уртад (натрийн спектрийн D шугам) хийдэг.

Хугарлын илтгэгчийн гэрлийн долгионы уртаас хамаарах хамаарлыг дисперс гэж нэрлэдэг. Долгионы урт богино байх тусам хугарал их болно. Тиймээс янз бүрийн долгионы урттай цацрагууд өөр өөр хугардаг.

3)температур хэмжилт хийх үед. Хугарлын илтгэгчийг тодорхойлох урьдчилсан нөхцөл бол температурын горимыг дагаж мөрдөх явдал юм. Ихэвчлэн тодорхойлолтыг 20 ± 0.3 0 С-т гүйцэтгэдэг.

Температур өсөх тусам хугарлын илтгэгч буурч, температур буурах тусам нэмэгддэг..

Температурын засварыг дараахь томъёогоор тооцоолно.

n t \u003d n 20 + (20-т) 0.0002, энд

n t -баяртай өгөгдсөн температурт хугарлын индекс;

n 20 - 20 0 С-ийн хугарлын илтгэгч

Хий ба шингэний хугарлын үзүүлэлтүүдийн утгуудад температурын нөлөөлөл нь тэдгээрийн эзэлхүүний тэлэлтийн коэффициентүүдийн утгатай холбоотой байдаг. Халах үед бүх хий, шингэний хэмжээ нэмэгдэж, нягтрал буурч, улмаар индикатор буурдаг.

20 0 С хэмд хэмжигдэх хугарлын илтгэгч, 589.3 нм гэрлийн долгионы уртыг индексээр зааж өгсөн болно. n D 20

Нэг төрлийн хоёр бүрэлдэхүүн хэсэгтэй системийн хугарлын илтгэгчийн түүний төлөв байдлаас хамаарах хамаарлыг бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн агуулга нь мэдэгдэж байгаа хэд хэдэн стандарт системийн (жишээлбэл, уусмал) хугарлын илтгэгчийг тодорхойлох замаар туршилтаар тогтоодог.

4) уусмал дахь бодисын концентраци.

Бодисын олон усан уусмалын хувьд янз бүрийн концентраци, температурт хугарлын индексийг найдвартай хэмжсэн бөгөөд эдгээр тохиолдолд лавлагаа өгөгдлийг ашиглаж болно. рефрактометрийн хүснэгтүүд. Дадлагаас харахад ууссан бодисын агууламж 10-20% -иас хэтрэхгүй тохиолдолд график аргын хамт маш олон тохиолдолд хэрэглэх боломжтой байдаг. шугаман тэгшитгэл нь:

n=n o +FC,

n-уусмалын хугарлын илтгэгч,

үгүйнь цэвэр уусгагчийн хугарлын илтгэгч,

C- ууссан бодисын концентраци,%

Ф-эмпирик коэффициент, түүний утгыг олно

мэдэгдэж байгаа концентрацитай уусмалын хугарлын индексийг тодорхойлох замаар.

РЕФРАКТОМЕТР.

Рефрактометр нь хугарлын илтгэгчийг хэмжихэд ашигладаг төхөөрөмж юм. Эдгээр багажийн 2 төрөл байдаг: Abbe төрлийн рефрактометр ба Pulfrich төрлийн. Эдгээр болон бусад аль алинд нь хэмжилт нь хугарлын хязгаарлагдмал өнцгийн хэмжээг тодорхойлоход суурилдаг. Практикт янз бүрийн системийн рефрактометрийг ашигладаг: лаборатори-RL, бүх нийтийн RLU гэх мэт.

Нэрмэл усны хугарлын илтгэгч n 0 \u003d 1.33299, практикт энэ үзүүлэлтийг n 0 гэж тооцдог. =1,333.

Рефрактометрийн ажиллах зарчим нь хугарлын илтгэгчийг хязгаарлах өнцгийн аргаар (гэрлийн нийт тусгалын өнцөг) тодорхойлоход суурилдаг.

Гар рефрактометр

Рефрактометр Аббе

Оптикийн асуудлыг шийдэхдээ шил, ус эсвэл өөр бодисын хугарлын илтгэгчийг мэдэх шаардлагатай байдаг. Тэгээд дотор өөр өөр нөхцөл байдалЭнэ хэмжигдэхүүний үнэмлэхүй ба харьцангуй утгыг хоёуланг нь хамааруулж болно.

Хоёр төрлийн хугарлын илтгэгч

Нэгдүгээрт, энэ тоо юу харуулж байна вэ: энэ эсвэл тэр тунгалаг орчин нь гэрлийн тархалтын чиглэлийг хэрхэн өөрчилдөг. Түүнээс гадна цахилгаан соронзон долгион нь вакуумаас гарч ирдэг бөгөөд дараа нь шил эсвэл өөр бодисын хугарлын илтгэгчийг үнэмлэхүй гэж нэрлэнэ. Ихэнх тохиолдолд түүний утга нь 1-ээс 2-ын хооронд хэлбэлздэг. Зөвхөн маш ховор тохиолдолд хугарлын илтгэгч хоёроос их байдаг.

Хэрэв объектын өмнө вакуумаас илүү нягтрал байгаа бол нэг нь ярьдаг харьцангуй үнэ цэнэ. Мөн энэ нь хоёр үнэмлэхүй утгын харьцаагаар тооцогддог. Жишээлбэл, усны шилний харьцангуй хугарлын илтгэгч нь шил ба усны үнэмлэхүй утгын коэффициенттэй тэнцүү байх болно.

Ямар ч тохиолдолд энэ нь Латин "en" - n үсгээр тэмдэглэгдсэн байдаг. Энэ утгыг ижил нэртэй утгуудыг хооронд нь хуваах замаар олж авдаг тул энэ нь зүгээр л нэргүй коэффициент юм.

Хугарлын илтгэгчийг ямар томъёогоор тооцох вэ?

Хэрэв бид тусгалын өнцгийг "альфа" гэж аваад хугарлын өнцгийг "бета" гэж үзвэл хугарлын илтгэгчийн үнэмлэхүй утгын томъёо дараах байдалтай байна: n = sin α / sin β. Англи хэл дээрх уран зохиолд та өөр тэмдэглэгээг ихэвчлэн олж болно. Туслах өнцөг нь i, хугарлын өнцөг нь r байх үед.

Шил болон бусад тунгалаг орчинд гэрлийн хугарлын илтгэгчийг хэрхэн тооцоолох өөр нэг томъёо байдаг. Энэ нь вакуум дахь гэрлийн хурд болон түүнтэй холбоотой боловч аль хэдийн авч үзэж буй бодист байдаг.

Дараа нь дараах байдалтай байна: n = c/νλ. Энд c нь вакуум дахь гэрлийн хурд, ν нь тунгалаг орчин дахь хурд, λ нь долгионы урт юм.

Хугарлын индекс юунаас хамаардаг вэ?

Энэ нь авч үзэж буй орчинд гэрэл тархах хурдаар тодорхойлогддог. Энэ утгаараа агаар вакуумтай маш ойрхон байдаг тул гэрлийн долгион нь түүний дотор тархаж, анхны чиглэлээсээ бараг хазайдаггүй. Тиймээс, хэрэв шилэн агаар эсвэл бусад агаарын зэргэлдээх бодисын хугарлын илтгэгчийг тодорхойлсон бол сүүлийнхийг нөхцөлт вакуум гэж авна.

Бусад аливаа мэдээллийн хэрэгсэл нь өөрийн гэсэн шинж чанартай байдаг. Тэд өөр өөр нягтралтай, тэдгээр нь өөрийн гэсэн температур, уян хатан стресстэй байдаг. Энэ бүхэн нь бодисоор гэрлийн хугарлын үр дүнд нөлөөлдөг.

Гэрлийн шинж чанар нь долгионы тархалтын чиглэлийг өөрчлөхөд хамгийн бага үүрэг гүйцэтгэдэггүй. Цагаан гэрэл нь улаанаас нил ягаан хүртэл олон өнгөнөөс бүрддэг. Спектрийн хэсэг бүр өөр өөрийн замаар хугардаг. Түүнээс гадна спектрийн улаан хэсгийн долгионы үзүүлэлтийн утга нь бусад хэсгээс үргэлж бага байх болно. Жишээлбэл, TF-1 шилний хугарлын илтгэгч нь спектрийн улаанаас ягаан хэсэг хүртэл 1.6421-1.67298 хооронд хэлбэлздэг.

Төрөл бүрийн бодисын утгын жишээ

Энд үнэмлэхүй утгуудын утгууд, өөрөөр хэлбэл цацраг нь вакуумаас (агаартай тэнцэх) өөр бодисоор дамжин өнгөрөх хугарлын индекс юм.

Бусад зөөвөрлөгчтэй харьцуулахад шилний хугарлын илтгэгчийг тодорхойлох шаардлагатай бол эдгээр тоонууд шаардлагатай болно.

Асуудлыг шийдвэрлэхэд өөр ямар хэмжигдэхүүнийг ашигладаг вэ?

Бүрэн тусгал. Энэ нь гэрэл нягтаас бага нягт руу шилжих үед үүсдэг. Энд тусгалын өнцгийн тодорхой утгын үед хугарал зөв өнцгөөр явагдана. Өөрөөр хэлбэл, цацраг нь хоёр мэдээллийн хэрэгслийн хилийн дагуу гулсдаг.

Нийт ойлтын хязгаарлах өнцөг нь нягт багатай орчинд гэрэл урсахгүй байх хамгийн бага утга юм. Үүнээс бага - хугарал, илүү их - гэрэл хөдөлж байсан ижил орчинд тусгал үүсдэг.

Даалгавар №1

Нөхцөл байдал. Шилний хугарлын илтгэгч 1.52 байна. Гадаргуугийн хоорондох интерфейсээс гэрэл бүрэн тусах хязгаарын өнцгийг тодорхойлох шаардлагатай: агаартай шил, агаартай ус, устай шил.

Хүснэгтэнд өгөгдсөн усны хугарлын индексийн өгөгдлийг ашиглах шаардлагатай. Энэ нь агаарын хувьд нэгдмэл байдалтай тэнцүү байна.

Гурван тохиолдлын шийдлийг дараахь томъёогоор тооцоолно.

sin α 0 / sin β = n 1 / n 2, энд n 2 нь гэрэл тархах орчинг, n 1 нь нэвтэрч буй орчныг илэрхийлнэ.

α 0 үсэг нь хязгаарлах өнцгийг илэрхийлнэ. β өнцгийн утга нь 90 градус байна. Энэ нь түүний синус нь эв нэгдэл байх болно.

Эхний тохиолдолд: sin α 0 = 1 / n шил, тэгвэл хязгаарлах өнцөг нь 1 / n шилний нумын өнцөгтэй тэнцүү байна. 1/1.52 = 0.6579. Өнцөг нь 41.14º.

Хоёр дахь тохиолдолд, арксиныг тодорхойлохдоо усны хугарлын илтгэгчийн утгыг орлуулах хэрэгтэй. Усны 1 / n хэсэг нь 1 / 1.33 \u003d 0 утгыг авна. 7519. Энэ бол 48.75º өнцгийн нумын хэмжээ юм.

Гурав дахь тохиолдол нь n ус ба n шилний харьцаагаар тодорхойлогддог. Арксиныг бутархайн хувьд тооцоолох шаардлагатай болно: 1.33 / 1.52, өөрөөр хэлбэл 0.875 тоо. Хязгаарлах өнцгийн утгыг нумын синусаар олно: 61.05º.

Хариулт: 41.14º, 48.75º, 61.05º.

Даалгавар №2

Нөхцөл байдал. Шилэн призмийг усаар дүүргэсэн саванд дүрнэ. Түүний хугарлын илтгэгч нь 1.5 байна. Призм нь тэгш өнцөгт гурвалжин дээр суурилдаг. Том хөл нь доод хэсэгт перпендикуляр, хоёр дахь нь параллель байрладаг. Призмийн дээд хэсэгт гэрлийн туяа ихэвчлэн тусдаг. Хэвтээ хөл ба гипотенузын хоорондох хамгийн бага өнцөг нь хөлөг онгоцны ёроолд перпендикуляр хөл рүү гэрэл хүрч, призмээс гарахын тулд ямар байх ёстой вэ?

Цацраг нь призмийг тайлбарласны дагуу орхихын тулд дотоод нүүрэн дээр (призмын хэсэг дэх гурвалжны гипотенуз) хязгаарлагдмал өнцгөөр унах ёстой. Энэхүү хязгаарлах өнцөг нь бүтээцийн хувьд хүссэн өнцөгтэй тэнцүү байна зөв гурвалжин. Гэрлийн хугарлын хуулиас харахад хязгаарлах өнцгийн синусыг 90 градусын синусаар хуваасан нь хоёр хугарлын индекс болох ус ба шилний харьцаатай тэнцүү байна.

Тооцоолол нь хязгаарлах өнцгийн хувьд ийм утгад хүргэдэг: 62º30´.

Билет 75.

Гэрлийн тусгалын хууль: туссан болон ойсон цацрагууд, түүнчлэн цацрагийн тусах цэг дээр сэргээгдсэн хоёр мэдээллийн хэрэгслийн хоорондох интерфэйсийн перпендикуляр нь нэг хавтгайд (туслын хавтгай) хэвтэж байна. Тусгалын өнцөг γ нь тусах өнцөг α-тай тэнцүү байна.

Гэрлийн хугарлын хууль: тусгалын болон хугарсан цацрагууд, түүнчлэн цацрагийн тусах цэг дээр сэргээгдсэн хоёр мэдээллийн хэрэгслийн хоорондох интерфэйсийн перпендикуляр нь нэг хавтгайд байрладаг. Туслах өнцгийн α-ийн синусыг хугарлын өнцгийн β-ийн синустай харьцуулсан харьцаа нь өгөгдсөн хоёр мэдээллийн хэрэгслийн тогтмол утга юм.

Тусгал ба хугарлын хуулиудыг долгионы физикт тайлбарладаг. Долгионы үзэл баримтлалын дагуу хугарал нь нэг орчноос нөгөөд шилжих явцад долгионы тархалтын хурд өөрчлөгдсөний үр дагавар юм. Хугарлын илтгэгчийн физик утгаЭнэ нь эхний орчин дахь долгионы тархалтын хурд υ 1 ба хоёр дахь орчин дахь тэдгээрийн тархалтын хурдтай υ 2 харьцаа юм.

Зураг 3.1.1-д гэрлийн тусгал, хугарлын хуулиудыг дүрсэлсэн болно.

Бага үнэмлэхүй хугарлын илтгэгчтэй орчинг оптик бага нягт гэж нэрлэдэг.

Гэрэл оптик нягтралаас бага нягт руу шилжих үед n 2< n 1 (например, из стекла в воздух) можно наблюдать нийт тусгалын үзэгдэл, өөрөөр хэлбэл хугарсан туяа алга болно. Энэ үзэгдэл нь α pr тодорхой эгзэгтэй өнцгөөс давсан тусгалын өнцгөөр ажиглагддаг. нийт дотоод тусгалыг хязгаарлах өнцөг(3.1.2-р зургийг үз).

Туслах өнцгийн хувьд α = α pr sin β = 1; утга sin α pr \u003d n 2 / n 1< 1.

Хэрэв хоёр дахь орчин нь агаар (n 2 ≈ 1) бол томъёог дараах байдлаар дахин бичих нь тохиромжтой.

Нийт дотоод тусгалын үзэгдэл нь олон оптик төхөөрөмжид хэрэглэгддэг. Хамгийн сонирхолтой бөгөөд практик чухал хэрэглээ бол оптик тунгалаг материалаас (шил, кварц) дур мэдэн нугалсан нимгэн (хэдэн микрометрээс миллиметр хүртэл) шилэн гэрлийн чиглүүлэгчийг бий болгох явдал юм. Хажуугийн гадаргуугаас нийт дотоод тусгалын улмаас утаснуудын төгсгөлд унасан гэрэл түүний дагуу хол зайд тархаж болно (Зураг 3.1.3). Оптик гэрлийн удирдамжийг боловсруулах, хэрэглэхэд оролцдог шинжлэх ухаан, техникийн чиглэлийг шилэн кабель гэж нэрлэдэг.

"Rsiya гэрэл" гэж (гэрлийн задрал) тараана.- энэ нь бодисын үнэмлэхүй хугарлын илтгэгч нь гэрлийн давтамж (эсвэл долгионы урт) (давтамжийн тархалт) -аас хамааралтай, эсвэл ижил зүйл бол тухайн бодис дахь гэрлийн фазын хурдаас хамааралтай байдагтай холбоотой үзэгдэл юм. долгионы урт (эсвэл давтамж). Ньютон 1672 онд туршилтаар нээсэн боловч онолын хувьд нэлээд хожуу тайлбарласан.

Орон зайн тархалтнь долгионы вектороос орчны нэвтрүүлэх чадварын тензорын хамаарал юм. Энэ хамаарал нь орон зайн туйлшралын эффект гэж нэрлэгддэг олон үзэгдлийг үүсгэдэг.

Хамгийн сайн жишээнүүдтархалт - цагаан гэрлийн задралпризмээр дамжин өнгөрөх үед (Ньютоны туршилт). Тархалтын үзэгдлийн мөн чанар нь ил тод бодис болох оптик орчинд янз бүрийн долгионы урттай гэрлийн цацрагийн тархалтын хурдны зөрүү юм (харин вакуум дахь гэрлийн хурд долгионы урт, өнгөнөөс үл хамааран үргэлж ижил байдаг). . Ихэвчлэн гэрлийн долгионы давтамж өндөр байх тусам орчны хугарлын индекс их байх ба долгионы хурд бага байх болно.

Ньютоны туршилт Цагаан гэрлийг спектр болгон задлах туршилт: Ньютон цацраг илгээв нарны гэрэлжижиг нүхээр дамжуулан шилэн призм дээр. Призм дээр гарахад цацраг хугарч, эсрэг талын ханан дээр өнгөний ээлжлэн солигдсон сунасан дүрсийг өгсөн - спектр. Призмээр монохромат гэрлийг нэвтрүүлэх туршилт: Ньютон замдаа нарны туяаулаан шил тавьж, ард нь монохромат гэрэл (улаан), дараа нь призм авч, гэрлийн туяанаас зөвхөн улаан толбыг дэлгэцэн дээр ажиглав. Цагаан гэрлийг нэгтгэх (олж авах) туршлага:Эхлээд Ньютон нарны туяаг призм рүү чиглүүлсэн. Дараа нь призмээс гарч буй өнгөт туяаг нэгтгэх линзний тусламжтайгаар цуглуулж, Ньютон цагаан ханан дээр өнгөт туузны оронд нүхний цагаан дүрсийг олж авав. Ньютоны дүгнэлтүүд:- призм нь гэрлийг өөрчилдөггүй, харин зөвхөн бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд задалдаг - өнгөөр ​​ялгаатай гэрлийн туяа нь хугарлын хэмжээгээр ялгаатай; Нил ягаан туяа хамгийн хүчтэй хугардаг, улаан гэрэл бага хугардаг - улаан гэрэл нь бага хугардаг, хамгийн өндөр хурдтай, ягаан нь хамгийн бага байдаг тул призм нь гэрлийг задалдаг. Гэрлийн хугарлын илтгэгчийн өнгөний хамаарлыг дисперс гэж нэрлэдэг.

Дүгнэлт:- призм гэрлийг задалдаг - цагаан гэрэл нь нарийн төвөгтэй (нийлмэл) - ягаан туяа нь улаанаас илүү хугардаг. Гэрлийн цацрагийн өнгө нь түүний хэлбэлзлийн давтамжаар тодорхойлогддог. Нэг орчноос нөгөөд шилжих үед гэрлийн хурд, долгионы урт өөрчлөгддөг ч өнгийг тодорхойлдог давтамж нь тогтмол хэвээр байна. Цагаан гэрлийн хүрээ ба түүний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хил хязгаар нь ихэвчлэн вакуум дахь долгионы уртаар тодорхойлогддог. Цагаан гэрэл нь 380-аас 760 нм хүртэлх долгионы уртын цуглуулга юм.

Билет 77.

Гэрлийн шингээлт. Бугерын хууль

Матери дахь гэрлийг шингээх нь энерги хувирахтай холбоотой цахилгаан соронзон орондавалгаа дулааны энергибодис (эсвэл хоёрдогч фотолюминесцент цацрагийн энергид). Гэрлийн шингээлтийн хууль (Бугерийн хууль) нь дараахь хэлбэртэй байна.

би=би 0 exp(- x),(1)

хаана I 0 , I- оролтын гэрлийн эрч хүч (x=0)мөн дунд зэргийн зузаантай давхаргаас гарах X, - шингээлтийн коэффициент, энэ нь-аас хамаарна .

Диэлектрикийн хувьд  =10 -1  10 -5 м -1 , металлын хувьд =10 5  10 7 м -1 , тиймээс металууд гэрэлд тунгалаг байдаг.

Хамаарал  ( ) шингээгч биетүүдийн өнгийг тайлбарладаг. Жишээлбэл, улаан гэрлийг бага шингээдэг шилийг цагаан гэрлээр гэрэлтүүлэхэд улаан өнгөтэй болно.

Гэрлийн тархалт. Рэйлигийн хууль

Гэрлийн дифракци нь оптикийн хувьд нэг төрлийн бус орчинд, жишээлбэл, булингартай орчинд (утаа, манан, тоостой агаар гэх мэт) тохиолдож болно. Гэрлийн долгион нь орчны нэгэн төрлийн бус байдалд дифракцын хэв маягийг бий болгодог бөгөөд энэ нь бүх чиглэлд нэлээд жигд эрчимтэй тархалтаар тодорхойлогддог.

Ийм жижиг нэг төрлийн бус байдлын дифракцийг нэрлэдэг гэрлийн тархалт.

Нарны гэрлийн туяа тоостой агаараар дамжин өнгөрч, тоосны тоосонцор дээр тархаж, харагдахуйц байвал энэ үзэгдэл ажиглагддаг.

Хэрэв нэг төрлийн бус байдлын хэмжээ нь долгионы урттай харьцуулахад бага байвал (илүүгүй). 0,1  ), дараа нь сарнисан гэрлийн эрчим нь долгионы уртын дөрөв дэх хүчин чадалтай урвуу хамааралтай, i.e.

I rass ~ 1/  4 , (2)

энэ хамаарлыг Рэйлигийн хууль гэж нэрлэдэг.

Мөн гадны тоосонцор агуулаагүй цэвэр орчинд гэрлийн тархалт ажиглагдаж байна. Жишээлбэл, энэ нь нягтрал, анизотропи эсвэл концентрацийн хэлбэлзэл (санамсаргүй хазайлт) дээр тохиолдож болно. Ийм тархалтыг молекул гэж нэрлэдэг. Энэ нь жишээлбэл, тэнгэрийн цэнхэр өнгийг тайлбарладаг. Үнэн хэрэгтээ, (2) дагуу цэнхэр, цэнхэр туяа нь улаан, шараас илүү хүчтэй тархдаг, учир нь богино долгионы урттай тул тэнгэрийн цэнхэр өнгийг үүсгэдэг.

Билет 78.

Гэрлийн туйлшрал- цахилгаан соронзон гэрлийн долгионы хөндлөн шинж чанар илэрдэг долгионы оптик үзэгдлийн багц. хөндлөн долгион- орчны хэсгүүд долгионы тархалтын чиглэлд перпендикуляр чиглэлд хэлбэлздэг ( 1-р зураг).

Зураг 1 хөндлөн долгион

цахилгаан соронзон гэрлийн долгион онгоц туйлширсан(шугаман туйлшрал), хэрэв E ба B векторуудын хэлбэлзлийн чиглэлүүд хатуу тогтсон бөгөөд тодорхой хавтгайд оршдог бол ( 1-р зураг). Хавтгай туйлширсан гэрлийн долгион гэж нэрлэдэг онгоц туйлширсан(шугаман туйлширсан) гэрэл. туйлшралгүй(байгалийн) долгион - энэ долгион дахь Е ба В векторуудын хэлбэлзлийн чиглэл нь v хурдны векторт перпендикуляр ямар ч хавтгайд байж болох цахилгаан соронзон гэрлийн долгион. туйлшралгүй гэрэл- долгионы тархалтын цацрагт перпендикуляр хавтгайд хэлбэлзлийн бүх чиглэл ижил магадлалтай байхаар Е ба В векторуудын хэлбэлзлийн чиглэл санамсаргүй өөрчлөгддөг гэрлийн долгион ( 2-р зураг).

Зураг 2 туйлшралгүй гэрэл

туйлширсан долгион- Е ба В векторуудын чиглэл нь орон зайд өөрчлөгдөөгүй эсвэл тодорхой хуулийн дагуу өөрчлөгддөг. E векторын чиглэл санамсаргүй байдлаар өөрчлөгддөг цацраг - туйлшралгүй. Ийм цацрагийн жишээ нь дулааны цацраг (санамсаргүй тархсан атом ба электрон) байж болно. Туйлшралын хавтгай- энэ нь В векторын хэлбэлзлийн чиглэлд перпендикуляр хавтгай юм E. Туйлшсан цацраг үүсэх гол механизм нь электрон, атом, молекул, тоосны тоосонцороор цацрагийг тараах явдал юм.

1.2. Туйлшралын төрлүүдГурван төрлийн туйлшрал байдаг. Тэдгээрийг тодорхойлъё. 1. Шугаман Хэрэв цахилгаан вектор Е орон зайд байр сууриа хадгалж байвал үүснэ. Энэ нь Е векторын хэлбэлздэг хавтгайг нэг ёсондоо онцолж өгдөг. 2. Тойрог Энэ нь туйлшралыг цахилгаан вектор Е долгионы тархалтын чиглэлийг тойрон долгионы өнцгийн давтамжтай тэнцэх өнцгийн хурдаар эргүүлж, үнэмлэхүй утгыг нь хадгалдаг. Энэхүү туйлшрал нь харааны шугамтай перпендикуляр хавтгайд Е векторын эргэлтийн чиглэлийг тодорхойлдог. Жишээ нь циклотроны цацраг (соронзон орон дотор эргэлддэг электронуудын систем). 3. Зууван Цахилгаан векторын хэмжээ нь эллипс (Е векторын эргэлт) -ийг дүрслэхийн тулд өөрчлөгдөх үед тохиолддог. Зууван ба дугуй туйлшрал нь зөв (хэрэв та тархах долгион руу харвал E векторын эргэлт цагийн зүүний дагуу явагдана) ба зүүн тийш (хэрэв та тархах долгион руу харвал E векторын эргэлт цагийн зүүний эсрэг явагдана).

Үнэндээ хамгийн түгээмэл хэсэгчилсэн туйлшрал (хэсэгчилсэн туйлширсан цахилгаан соронзон долгион). Тоон хувьд энэ нь тодорхой хэмжигдэхүүнээр тодорхойлогддог туйлшралын зэрэг Р, үүнийг дараах байдлаар тодорхойлно. P = (Imax - Imin) / (Imax + Imin)хаана Imax,имин- анализатороор дамжих цахилгаан соронзон энергийн урсгалын хамгийн их ба хамгийн бага нягт (Polaroid, Nicol prizm...). Практикт цацрагийн туйлшралыг ихэвчлэн Стоксын параметрээр тодорхойлдог (туйлшралын өгөгдсөн чиглэлтэй цацрагийн урсгалыг тодорхойлдог).

Билет 79.

Хэрэв байгалийн гэрэл нь хоёр диэлектрикийн (жишээлбэл, агаар ба шил) хоорондох интерфейс дээр унавал түүний нэг хэсэг нь ойж, нэг хэсэг нь хугарч, хоёр дахь орчинд тархдаг. Ойсон болон хугарсан цацрагийн замд анализаторыг (жишээлбэл, турмалин) байрлуулснаар бид ойсон болон хугарсан цацрагууд хэсэгчлэн туйлширч байгаа эсэхийг баталгаажуулдаг: анализаторыг цацрагийн эргэн тойронд эргүүлэх үед гэрлийн эрч хүч үе үе нэмэгдэж, буурдаг ( бүрэн устах нь ажиглагдаагүй!). Цаашдын судалгаагаар туссан цацрагт тусгалын хавтгайд перпендикуляр хэлбэлзэл давамгайлдаг (275-р зурагт тэдгээрийг цэгээр тэмдэглэсэн), хугарсан цацрагт - тусгалын хавтгайтай параллель хэлбэлзэл (сумаар харуулсан).

Туйлшралын зэрэг (цахилгаан (болон соронзон) векторын тодорхой чиглэлтэй гэрлийн долгионыг тусгаарлах зэрэг) нь цацрагийн тусгалын өнцөг ба хугарлын илтгэгчээс хамаарна. Шотландын физикч Д.Брюстер(1781-1868) байгуулагдсан хууль, үүний дагуу тусгалын өнцгөөр би B (Брюстерийн өнцөг), хамаарлаар тодорхойлогддог

(n 21 - эхнийхтэй харьцуулахад хоёр дахь орчны хугарлын илтгэгч), ойсон цацраг нь хавтгай туйлширсан байна(зөвхөн тусгалын хавтгайд перпендикуляр хэлбэлзлийг агуулна) (Зураг 276). Туслах өнцөгт хугарсан цацрагбиБ дээд тал нь туйлширсан боловч бүрэн биш.

Брюстерийн өнцгөөр интерфэйс дээр гэрэл туссан бол ойсон болон хугарсан туяа харилцан перпендикуляр(тг би B=нүгэл би B/cos биб, n 21 = нүгэл биБ / нүгэл би 2 (би 2 - хугарлын өнцөг), эндээс cos би B=нүгэл би 2). Үүний үр дүнд, биБ + би 2 =  /2, гэхдээ би’ B= би B (тусгалын хууль), тиймээс би’ B+ би 2 =  /2.

Ойсон болон хугарсан гэрлийн туйлшралын зэрэг өөр өөр өнцөгХэрэв бид хоёр изотроп диэлектрикийн (гэж нэрлэгддэг) хоорондох зай дахь цахилгаан соронзон орны хилийн нөхцлийг харгалзан үзвэл уналтыг Максвеллийн тэгшитгэлээр тооцоолж болно. Френель томъёо).

Хугарсан гэрлийн туйлшралын зэрэг нь мэдэгдэхүйц нэмэгдэх боломжтой (давтан хугарлаар, гэрэл нь Брюстерийн өнцгөөр интерфейс дээр унах бүрт). Хэрэв жишээ нь шилний хувьд ( n= 1.53) хугарсан цацрагийн туйлшралын зэрэг нь 15%, дараа нь бие биен дээрээ наасан 8-10 шилэн хавтангаар хугарсны дараа ийм системээс гарч буй гэрэл бараг бүрэн туйлширна. Энэхүү хавтангийн багц гэж нэрлэдэг хөл.Хөл нь туйлширсан гэрлийг тусгал болон хугарлын аль алинд нь шинжлэхэд ашиглаж болно.

Тасалбар 79 (шалгуурын хувьд)

Туршлагаас харахад гэрлийн хугарал, тусгалын үед хугарсан болон ойсон гэрэл нь туйлширч, тусгал болж хувирдаг. гэрэл тусах тодорхой өнцгөөр бүрэн туйлширч болно, гэхдээ гэрэл үргэлж хэсэгчлэн туйлширдаг.Фринелийн томьёонд үндэслэн тусгалыг харуулж болно. гэрэл тусах, хугарлын хавтгайд перпендикуляр хавтгайд туйлширдаг. гэрэл тусах хавтгайтай параллель хавтгайд туйлширдаг.

Тусгал тусах өнцөг гэрлийг бүрэн туйлшруулсан бол Брюстерийн өнцөг гэнэ.Брюстерийн өнцгийг Брюстерийн хуулиар тодорхойлно: -Брюстерийн хууль.Энэ тохиолдолд ойлтын хоорондох өнцөг. ба эвдэх. туяа тэнцүү байх болно.Агаарын шилний системийн хувьд Брюстерийн өнцөг тэнцүү байна.Сайн туйлшралыг олж авахын тулд, өөрөөр хэлбэл. , гэрэл хугарсан үед маш олон эвдэрсэн гадаргууг ашигладаг бөгөөд үүнийг Столетовын хөл гэж нэрлэдэг.

Билет 80.

Туршлагаас харахад гэрэл нь бодистой харилцан үйлчлэх үед гол үйл ажиллагаа (физиологийн, фотохимийн, фотоэлектрик гэх мэт) нь векторын хэлбэлзлээс үүсдэг бөгөөд үүнийг заримдаа гэрлийн вектор гэж нэрлэдэг. Тиймээс гэрлийн туйлшралын хэв маягийг тайлбарлахын тулд векторын зан төлөвийг хянадаг.

Векторуудын үүсгэсэн хавтгайг туйлшралын хавтгай гэж нэрлэдэг.

Хэрэв вектор хэлбэлзэл нь нэг тогтмол хавтгайд тохиолдвол ийм гэрлийг (туяа) шугаман туйлширсан гэж нэрлэдэг. Энэ нь дур зоргоороо дараах байдлаар томилогдсон. Хэрэв цацраг нь перпендикуляр хавтгайд туйлширсан бол (хавтгайд xz, зургийг үз. Хоёр дахь лекцийн 2), дараа нь үүнийг тэмдэглэнэ.

Байгалийн гэрэл (энгийн эх үүсвэрээс, нарнаас) нь туйлшралын янз бүрийн, санамсаргүй тархсан хавтгайтай долгионуудаас бүрддэг (3-р зургийг үз).

Байгалийн гэрлийг заримдаа энэ гэж нэрлэдэг. Үүнийг мөн туйлшралгүй гэж нэрлэдэг.

Хэрэв долгионы тархалтын явцад вектор эргэлдэж, нэгэн зэрэг векторын төгсгөл нь тойргийг дүрсэлдэг бол ийм гэрлийг дугуй туйлширсан гэж нэрлэдэг бөгөөд туйлшралыг дугуй эсвэл дугуй (баруун эсвэл зүүн) гэж нэрлэдэг. Мөн эллипс хэлбэрийн туйлшрал байдаг.

Оптик төхөөрөмжүүд байдаг (кино, хавтан гэх мэт) - туйлшруулагчид, байгалийн гэрлээс шугаман туйлширсан гэрэл эсвэл хэсэгчлэн туйлширсан гэрлийг ялгаруулдаг.

Гэрлийн туйлшралыг шинжлэхэд ашигладаг туйлшруулагчийг нэрлэдэг анализаторууд.

Туйлшруулагчийн (эсвэл анализаторын) хавтгай нь туйлшруулагч (эсвэл анализатор) дамжуулдаг гэрлийн туйлшралын хавтгай юм.

Туйлшруулагч (эсвэл анализатор) далайцтай шугаман туйлширсан гэрэлд тусгагдана Э 0 . Дамжуулсан гэрлийн далайц нь байх болно E=E 0 cos j, ба эрчим би=би 0 учир 2 j.

Энэ томъёог илэрхийлнэ Малусын хууль:

Анализатороор дамжин өнгөрөх шугаман туйлширсан гэрлийн эрчим нь өнцгийн косинусын квадраттай пропорциональ байна. jтуссан гэрлийн хэлбэлзлийн хавтгай ба анализаторын хавтгай хооронд.

Тасалбар 80 (шпорын хувьд)

Туйлшруулагч нь туйлширсан гэрлийг олж авах боломжийг олгодог төхөөрөмжүүд юм. Анализаторууд нь гэрлийн туйлшралтай эсэхийг шинжлэх боломжтой төхөөрөмжүүд юм. Бүтцийн хувьд туйлшруулагч ба анализатор нь ижил байна. Тэгвэл Е векторын бүх чиглэлүүд тэнцүү байх магадлалтай. Тус бүр нь ижил магадлалтай. векторыг харилцан перпендикуляр хоёр бүрэлдэхүүн хэсэг болгон задалж болно: нэг нь туйлшруулагчийн туйлшралын хавтгайтай параллель, нөгөө нь перпендикуляр байна.

Туйлшруулагчаас гарах гэрлийн эрчим тэнцүү байх нь ойлгомжтой.Туйлшруулагчаас гарах гэрлийн эрчмийг ()-ээр тэмдэглэе.Хэрэв туйлшруулагчийн зам дээр анализатор байрлуулсан бол түүний үндсэн хавтгай нь өнцөг үүсгэнэ. туйлшруулагчийн үндсэн хавтгай, дараа нь анализатороос гарах гэрлийн эрчмийг хуулиар тодорхойлно.

Билет 81.

Радийн туяаны нөлөөн дор ураны давсны уусмалын гэрэлтэлтийг судлахдаа Зөвлөлтийн физикч П.А.Черенков ураны давс байхгүй ус өөрөө гэрэлтдэг болохыг онцлон тэмдэглэжээ. Цацраг (Гамма цацрагийг үзнэ үү) цэвэр шингэнээр дамжин өнгөрөхөд бүгд гэрэлтэж эхэлдэг нь тогтоогдсон. П.А.Черенковын удирдлаган дор ажиллаж байсан С.И.Вавилов гэрэлтэх нь атомуудаас радиумын квантаар таслагдсан электронуудын хөдөлгөөнтэй холбоотой гэж таамаглаж байв. Үнэн хэрэгтээ гэрэлтэх нь шингэн дэх соронзон орны чиглэлээс ихээхэн хамаардаг (энэ нь түүний шалтгаан нь электронуудын хөдөлгөөн байсан гэсэн үг юм).

Гэхдээ шингэн дотор хөдөлж буй электронууд яагаад гэрэл цацруулдаг вэ? Энэ асуултын зөв хариултыг 1937 онд Зөвлөлтийн физикч И.Е.Тамм, И.М.Фрэнк нар өгсөн.

Бодис дотор хөдөлж буй электрон нь хүрээлэн буй атомуудтай харилцан үйлчилдэг. Түүний цахилгаан талбайн нөлөөн дор атомын электронууд ба цөмүүд эсрэг чиглэлд шилждэг - орчин нь туйлширдаг. Электрон траекторын дагуу байрлах орчны атомууд туйлширч, дараа нь анхны төлөвтөө буцаж ирэхэд цахилгаан соронзон гэрлийн долгион ялгаруулдаг. Хэрэв электроны v хурд нь орчинд гэрлийн тархалтын хурдаас бага байвал (- хугарлын индекс) цахилгаан соронзон орон нь электроныг гүйцэж түрүүлж, бодис нь электроноос өмнөх орон зайд туйлшрах цагтай болно. Электроны урд болон түүний ард байгаа орчны туйлшрал нь эсрэг чиглэлд, эсрэг туйлширсан атомуудын цацраг туяа нь бие биенээ "нэмдэг", "унтрааж" байдаг. Электрон хүрч амжаагүй атомууд туйлширч амжаагүй бөгөөд хөдөлгөөнт электронтой давхцаж буй оройтой нарийхан конусан давхаргын дагуу чиглэсэн цацраг туяа гарч ирвэл c оройн өнцөгт байна. Гэрлийн "конус" -ын харагдах байдал, цацрагийн нөхцөлийг олж авч болно ерөнхий зарчимдолгионы тархалт.

Цагаан будаа. 1. Долгионы фронт үүсэх механизм

Хугарлын илтгэгч нэгэн төрлийн тунгалаг бодис доторх маш нарийн хоосон сувгийн OE тэнхлэгийн дагуу электрон хөдөлнө (1-р зургийг үз). онолын бодол). OE шугамын электрон дараалан эзэлж буй аливаа цэг нь гэрлийн ялгаралтын төв болно. Дараалсан O, D, E цэгүүдээс гарч буй долгионууд бие биендээ саад болж, тэдгээрийн хоорондох фазын зөрүү нь тэг байвал олшруулна (Интерференцийг үзнэ үү). Энэ нөхцөл нь электроны траекторийн дагуу 0 өнцөг үүсгэсэн чиглэлд хангагдана. 0 өнцгийг харьцаагаар тодорхойлно:.

Үнэн хэрэгтээ траекторийн хоёр цэгээс электрон хурд руу 0 өнцгөөр ялгарах хоёр долгионыг авч үзье - зайгаар тусгаарлагдсан О ба D цэг. BE шулуун дээр хэвтэх В цэгт, OB-д перпендикуляр, эхний долгион нь - цаг хугацааны хувьд BE шулуун дээр хэвтэж буй F цэгт, цэгээс ялгарах долгион нь ялгаралтын дараах цаг мөчид ирнэ. О цэгээс долгион. Эдгээр хоёр долгион нь үе шатанд байх болно, өөрөөр хэлбэл, эдгээр хугацаа тэнцүү бол шулуун шугам нь долгионы фронт байх болно:. Энэ нь цаг хугацааны тэгш байдлын нөхцөл болгон өгдөг. Бүх чиглэлд D зайгаар тусгаарлагдсан траекторийн хэсгүүдээс ялгарах долгионы хөндлөнгийн нөлөөгөөр гэрэл унтарна. D-ийн утгыг тодорхой тэгшитгэлээр тодорхойлно, T нь гэрлийн хэлбэлзлийн үе юм. Энэ тэгшитгэл нь үргэлж шийдэлтэй байдаг.

Хэрэв , тэгвэл хөндлөнгөөс оролцож, олшрох цацрагийн долгионы чиглэл байхгүй бол 1-ээс их байж болохгүй.

Цагаан будаа. 2. Биеийн хөдөлгөөний үед дууны долгионы тархалт, цохилтын долгион үүсэх

Цацраг идэвхжил нь зөвхөн .

Туршилтаар электронууд тодорхой хурдаар тархсан хязгаарлагдмал хатуу өнцгөөр нисдэг бөгөөд үүний үр дүнд цацраг нь өнцгөөр тодорхойлсон үндсэн чиглэлийн ойролцоо конус давхаргад тархдаг.

Бидний бодлоор бид электроны удаашралтыг үл тоомсорлосон. Вавилов-Черенковын цацрагийн алдагдал бага тул үүнийг хүлээн зөвшөөрөх боломжтой бөгөөд эхний ойролцоолсноор электроны алдагдсан энерги нь түүний хурдад нөлөөлдөггүй бөгөөд жигд хөдөлдөг гэж бид үзэж болно. Тэр нь үндсэн ялгааВавилов-Черенковын цацрагийн ер бусын байдал. Ихэвчлэн цэнэгүүд цацарч, мэдэгдэхүйц хурдатгалтай байдаг.

Өөрийнхөө гэрлээс давж гарсан электрон нь дууны хурдаас илүү хурдтай нисч буй онгоцтой адил юм. Энэ тохиолдолд конус хэлбэрийн цохилтын долгион нь онгоцны өмнө тархдаг (2-р зургийг үз).