Үнэмлэхүй хугарлын илтгэгчийг юу тодорхойлдог. Хугарлын индекс

Гэрлийн хугарал- нэг орчиноос нөгөөд шилжих гэрлийн туяа эдгээр мэдээллийн хэрэгслийн хил дээр чиглэлээ өөрчлөх үзэгдэл.

Гэрлийн хугарал дараах хуулийн дагуу явагдана.
Цацрагийн тусгалын цэг дээрх хоёр зөөвөрлөгчийн хоорондох интерфэйс дээр туссан болон хугарсан туяа, перпендикуляр нь нэг хавтгайд байрладаг. Туслах өнцгийн синусын хугарлын өнцгийн синусын харьцаа нь хоёр мэдээллийн хэрэгслийн тогтмол утга юм.
,
хаана α - тусгалын өнцөг,
β - хугарлын өнцөг
n - тусгалын өнцгөөс үл хамаарах тогтмол утга.

Туслах өнцөг өөрчлөгдөхөд хугарлын өнцөг ч өөрчлөгддөг. Туслах өнцөг их байх тусам хугарлын өнцөг их байна.
Хэрэв гэрэл оптик нягтрал багатай орчиноос илүү нягт руу шилжвэл хугарлын өнцөг нь тусах өнцгөөс үргэлж бага байна. β < α.
Хоёр зөөвөрлөгчийн хоорондох интерфэйс рүү перпендикуляр чиглэсэн гэрлийн туяа нэг орчиноос нөгөөд шилждэг эвдрэлгүйгээр.

үнэмлэхүй үзүүлэлтбодисын хугарал- вакуум болон өгөгдсөн орчин дахь гэрлийн (цахилгаан соронзон долгион) фазын хурдны харьцаатай тэнцүү утга n=c/v.
Хугарлын хуульд орсон n утгыг хос зөөвөрлөгчийн харьцангуй хугарлын илтгэгч гэж нэрлэдэг.

n утга нь В орчны А орчинтой харьцуулахад харьцангуй хугарлын илтгэгч, n" = 1/n нь А орчны В орчинтой харьцуулсан хугарлын илтгэгч юм.
Энэ утга нь ceteris paribus нь цацраг нь нягт орчноос бага нягт орчин руу шилжих үед нэгдлээс их, бага нягттай орчноос илүү нягт орчинд (жишээлбэл, хий юм уу вакуумаар шингэн эсвэл хатуу). Энэ дүрмээс үл хамаарах зүйлүүд байдаг тул оптикийн хувьд нөгөөгөөсөө илүү эсвэл бага нягттай орчин гэж нэрлэдэг.
Агааргүй орон зайгаас зарим В орчны гадаргуу дээр унасан цацраг нь өөр А орчноос унахаас илүү хүчтэй хугардаг; Агааргүй орон зайн орчинд туссан цацрагийн хугарлын илтгэгчийг түүний үнэмлэхүй хугарлын илтгэгч гэнэ.

(Үнэмлэхүй - вакуумтай харьцуулахад.
Харьцангуй - бусад бодистой харьцуулахад (жишээлбэл, ижил агаар).
Хоёр бодисын харьцангуй индекс нь тэдгээрийн үнэмлэхүй индексүүдийн харьцаа юм.)

Нийт дотоод тусгал- тусгалын өнцөг нь тодорхой эгзэгтэй өнцгөөс хэтэрсэн тохиолдолд дотоод тусгал. Энэ тохиолдолд ослын долгион бүрэн тусгагдсан бөгөөд тусгалын коэффициентийн утга нь өнгөлсөн гадаргуугийн хамгийн дээд утгаас давсан байна. Нийт дотоод тусгалын тусгалын коэффициент нь долгионы уртаас хамаардаггүй.

Оптикийн хувьд энэ үзэгдэл өргөн хүрээний хувьд ажиглагддаг цахилгаан соронзон цацраг, үүнд рентген туяаны хүрээ орно.

Геометрийн оптикт энэ үзэгдлийг Снелийн хуулиар тайлбарладаг. Хугарлын өнцөг нь 90 ° -аас хэтрэхгүй гэдгийг харгалзан үзвэл синус нь жижиг хугарлын илтгэгчийг том илтгэгчийн харьцаанаас их байх тусгалын өнцгөөр олж авна. цахилгаан соронзон долгионэхний лхагва гаригт бүрэн тусгагдсан байх ёстой.

Энэ үзэгдлийн долгионы онолын дагуу цахилгаан соронзон долгион нь хоёр дахь орчинд нэвтэрдэг - "нэгдмэл бус долгион" гэж нэрлэгддэг долгион нь тэнд тархдаг бөгөөд энэ нь экспоненциалаар задарч, энергийг авч явдаггүй. Нэг төрлийн бус долгионы хоёр дахь орчинд нэвтрэн орох гүн нь долгионы уртын дараалалтай байна.

Гэрлийн хугарлын хуулиуд.

Хэлсэн бүх зүйлээс бид дүгнэж байна:
1 . Өөр өөр оптик нягтралтай хоёр зөөвөрлөгчийн хоорондох интерфейс дээр гэрлийн туяа нэг орчноос нөгөөд шилжихдээ чиглэлээ өөрчилдөг.
2. Гэрлийн цацраг илүү өндөр оптик нягтралтай орчинд шилжих үед хугарлын өнцөг тусах өнцөгөөс бага байна; гэрлийн туяа оптик нягтралтай орчноос бага нягт руу шилжих үед хугарлын өнцөг тусах өнцөгөөс их байна.
Гэрлийн хугарал нь тусгал дагалддаг бөгөөд тусах өнцөг ихсэх тусам туссан цацрагийн тод байдал нэмэгдэж, хугарсан туяа сулардаг. Зурагт үзүүлсэн туршилтыг хийснээр үүнийг харж болно. Тиймээс ойсон туяа нь илүү их гэрлийн энергийг авч явах тусам тусах өнцөг их болно.

Болъё М.Н- агаар, ус гэх мэт хоёр тунгалаг мэдээллийн хэрэгслийн хоорондох интерфейс; ХК- унах цацраг О.В- хугарсан цацраг, - тусах өнцөг, - хугарлын өнцөг, - эхний орчин дахь гэрлийн тархалтын хурд, - хоёр дахь орчинд гэрлийн тархалтын хурд.

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 орчны хугарлын харьцангуй илтгэгч:

Эхний орчны үнэмлэхүй хугарлын илтгэгчийг хоёр дахь орчны - . Эхний болон хоёр дахь зөөвөрлөгчийн зааг дээрх хугарлыг харгалзан үзэхэд харьцангуй хугарлын илтгэгч гэж нэрлэгддэг эхний орчноос хоёрдугаарт шилжих явцад хугарлын илтгэгч нь үнэмлэхүй хугарлын илтгэлцүүрийн харьцаатай тэнцүү байгаа эсэхийг шалгана. хоёр дахь болон эхний хэвлэл мэдээллийн хэрэгсэл:

(Зураг 184). Харин 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 зүйл боловч орчин үеийн лазерыг ашиглан цацрагийн өндөр эрчимтэй байж болох тохиолдолд энэ нь үндэслэлгүй юм. дундын шинж чанар дамжин хүчтэй гэрлийн ялгарал, энэ тохиолдолд түүний эрч хүчээс 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 анхаарлаа 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 биетүүдийн 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 байгаа 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 объектоос 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 нийцдэг.

Ажлын захиалга

1. Хавтанг микроскопын тайзан дээр A ба B цохилтын 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 гадаргуу дээр тавьсан В зураасны 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 гэрэлтүүлэхэд үйлчилдэг. 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.
i өнцгүүд тэгээс 90° хүртэл байна.

Тэсрэх гадаргуу дээрх гэрлийн нийт дотоод тусгалын үзэгдлээс зайлсхийхийн тулд судалсан шингэний хугарлын илтгэгч нь 4-р призмийн шилний хугарлын илтгэгчээс бага байх ёстой.

1540-аас бага.

90° тусах өнцөгтэй гэрлийн цацрагийг гулсах туяа гэж нэрлэдэг.

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

D цэг дэх гулсах цацрагийн хугарал (Зураг 4.12, а-г үз) 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 интерфэйс нь хязгаарлагдмал хугарлын өнцөг r¢pr 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 судал гарч ирдэг. Энэ нөлөөг арилгахын тулд дурангийн линзний өмнө дисперсийн компенсатор 5 суурилуулсан байна. Компенсаторын гол хэсэг нь гурван призмээс наасан призм бөгөөд дурангийн тэнхлэгтэй харьцуулахад эргэлдэж чаддаг.

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). Мөчрийн 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 цацраг нэг дундаас өнгөрөх үед тусах өнцгийн синусын хугарлын өнцгийн синусын харьцаагаар тодорхойлогддог. нягтралыг өөр нягтралтай орчинд . Харьцангуй хугарлын илтгэгч нь үнэмлэхүй хугарлын илтгэгчүүдийн харьцаатай тэнцүү байна: n = n2/n1, энд n1 ба n2 нь эхний болон хоёр дахь орчны үнэмлэхүй хугарлын үзүүлэлт 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 индекс 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.

цагаан гэрлийн хугарлын хэсгүүдээр дамжин өнгөрөх үед задрал - 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 бүрэлдхүүн өнгө болж, спектр болгон задалдаг.

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.

Дисперсийн хэмжүүр нь ялгаа гэж тодорхойлсон дундаж хэлбэлзэл юм ( 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 дамжин өнгөрөх ёсгүй.

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 тодорхой. Призмээс гарч буй цацрагийн зам дээр байрлах телескоп 4-д харах талбайн гэрэл ба харанхуй хэсэгт хуваагдахыг ажиглаж болно.

Призмийн системийг 1-2-р эргүүлснээр гэрэл ба харанхуй талбайн хоорондох хилийг дурангийн нүдний харааны утаснуудын хөндлөн огтлолтой хослуулдаг. 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 өнгөлөг 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 эргүүлэх төхөөрөмж ашиглан янз бүрийн чиглэлд нэгэн зэрэг эргүүлэх боломжтой механик төхөөрөмж, ингэснээр компенсаторын өөрийн дисперсийг өөрчилж, оптик системээр ажиглаж буй харах талбайн хилийн өнгөний өнгийг арилгана 4. Компенсаторт хуваарь бүхий хүрд холбогдсон бөгөөд үүгээр тархалтын параметрийг тодорхойлдог бөгөөд энэ нь түүнийг болгодог. 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 холбоно. 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.Хамгийн их (анхны) 3/4-тэй тэнцэх уусмалын концентрацийг зөвхөн 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 уу AT, туршилтын нөхцөлд ууссан бодис ба уусгагчийг тодорхойлох болно.

2. График ашиглан уусмалын концентрацийг тодорхойлно NaClлабораторийн туслах өгсөн.

b) 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?