Kadiri kielezo cha refractive kikiwa juu. refractive index. Uamuzi wa index ya refractive ya kioevu

Katika kozi ya fizikia ya daraja la 8, ulifahamiana na hali ya kinzani nyepesi. Sasa unajua kuwa mwanga ni mawimbi ya sumakuumeme ya masafa fulani ya masafa. Kulingana na ujuzi juu ya asili ya mwanga, utaweza kuelewa sababu ya kimwili ya kinzani na kuelezea matukio mengine mengi ya mwanga yanayohusiana nayo.

Mchele. 141. Kupita kutoka kwa kati hadi nyingine, boriti inakataliwa, yaani, inabadilisha mwelekeo wa uenezi.

Kwa mujibu wa sheria ya refraction mwanga (Kielelezo 141):

tukio la mionzi, refracted na perpendicular inayotolewa kwa interface kati ya vyombo vya habari mbili katika hatua ya matukio ya boriti uongo katika ndege moja; uwiano wa sine ya pembe ya tukio na sine ya pembe ya kinzani ni thamani ya mara kwa mara kwa vyombo hivi viwili vya habari.

ambapo n 21 ni fahirisi ya refractive ya kati ya pili inayohusiana na ya kwanza.

Ikiwa boriti inapita kwenye kati yoyote kutoka kwa utupu, basi

ambapo n ni faharasa kamili ya refractive (au fahirisi tu ya refractive) ya kati ya pili. Katika kesi hii, "mazingira" ya kwanza ni utupu, index kamili ambayo inachukuliwa kama moja.

Sheria ya refraction ya mwanga iligunduliwa kwa nguvu na mwanasayansi wa Uholanzi Willebord Snellius mwaka wa 1621. Sheria hiyo iliundwa katika mkataba wa optics, ambayo ilipatikana katika karatasi za mwanasayansi baada ya kifo chake.

Baada ya ugunduzi wa Snell, wanasayansi kadhaa waliweka mbele dhana kwamba refraction ya mwanga ni kutokana na mabadiliko katika kasi yake inapopita kwenye mpaka wa vyombo vya habari viwili. Uhalali wa dhana hii ulithibitishwa na uthibitisho wa kinadharia uliofanywa kwa kujitegemea na mwanahisabati wa Kifaransa Pierre Fermat (mwaka wa 1662) na mwanafizikia wa Uholanzi Christian Huygens (mwaka 1690). Kwa njia tofauti walifikia matokeo sawa, kuthibitisha hilo

uwiano wa sine ya pembe ya tukio kwa sine ya pembe ya kinzani ni thamani ya mara kwa mara kwa vyombo hivi viwili vya habari, sawa na uwiano wa kasi ya mwanga katika vyombo vya habari hivi:

(3)

Kutoka kwa equation (3) inafuata kwamba ikiwa pembe ya kinzani β ni chini ya angle ya matukio a, basi mwanga wa mzunguko fulani katika kati ya pili huenea polepole zaidi kuliko ya kwanza, yaani V 2.

Uhusiano wa idadi iliyojumuishwa katika equation (3) ilitumika kama sababu nzuri ya kuonekana kwa uundaji mwingine wa ufafanuzi wa faharasa ya refactive:

faharisi ya refractive ya jamaa ya kati ya pili na ya kwanza ni kiasi cha kimwili sawa na uwiano wa kasi ya mwanga katika vyombo vya habari hivi:

n 21 \u003d v 1 / v 2 (4)

Acha mwanga wa mwanga upite kutoka kwa utupu hadi kati. Kubadilisha v1 katika equation (4) na kasi ya mwanga katika utupu c, na v 2 kwa kasi ya mwanga katika v kati, tunapata equation (5), ambayo ni ufafanuzi wa fahirisi kamili ya refractive:

faharisi kamili ya refractive ya kati ni kiasi cha kimwili sawa na uwiano wa kasi ya mwanga katika utupu kwa kasi ya mwanga katika kati fulani:

Kwa mujibu wa equations (4) na (5), n 21 inaonyesha mara ngapi kasi ya mwanga inabadilika wakati inapita kutoka kati hadi nyingine, na n - inapopita kutoka kwa utupu hadi katikati. Hii ndiyo maana ya kimwili ya fahirisi za refractive.

Thamani ya fahirisi kamili ya refractive n ya dutu yoyote ni kubwa kuliko umoja (hii inathibitishwa na data iliyo kwenye majedwali ya vitabu vya kumbukumbu ya kimwili). Kisha, kwa mujibu wa equation (5), c/v> 1 na c> v, yaani, kasi ya mwanga katika dutu yoyote ni chini ya kasi ya mwanga katika utupu.

Bila kutoa uthibitisho mkali (ni ngumu na mbaya), tunaona kwamba sababu ya kupungua kwa kasi ya mwanga wakati wa mpito wake kutoka kwa utupu hadi jambo ni mwingiliano wa wimbi la mwanga na atomi na molekuli za suala. Kadiri msongamano wa macho wa dutu hii unavyozidi kuongezeka, ndivyo mwingiliano huu unavyokuwa na nguvu zaidi, ndivyo kasi ya mwanga inavyopungua na fahirisi kubwa ya kuakisi. Kwa hivyo, kasi ya mwanga katika kati na index ya refractive kabisa imedhamiriwa na mali ya kati hii.

Kulingana na maadili ya nambari ya fahirisi za kinzani za vitu, mtu anaweza kulinganisha msongamano wao wa macho. Kwa mfano, fahirisi za refractive za aina mbalimbali za kioo huanzia 1.470 hadi 2.040, wakati index ya refractive ya maji ni 1.333. Hii ina maana kwamba kioo ni kati optically deser kuliko maji.

Hebu tugeuke kwenye Mchoro wa 142, kwa msaada ambao tunaweza kueleza kwa nini, kwenye mpaka wa vyombo vya habari viwili, na mabadiliko ya kasi, mwelekeo wa uenezi wa wimbi la mwanga pia hubadilika.

Mchele. 142. Wakati mawimbi ya mwanga yanapopita kutoka angani hadi maji, kasi ya mwanga hupungua, sehemu ya mbele ya wimbi, na kwa hiyo kasi, hubadilisha mwelekeo.

Kielelezo kinaonyesha wimbi la mwanga linalopita kutoka angani hadi kwenye maji na tukio kwenye kiolesura kati ya midia hii kwa pembe a. Katika hewa, mwanga huenea kwa kasi v 1, na katika maji kwa kasi ya polepole v 2.

Pointi A ya wimbi hufikia mpaka kwanza. Kwa muda wa Δt, hatua B, ikisonga angani kwa kasi sawa v 1, itafikia hatua B. "Wakati huo huo, hatua A, ikisonga ndani ya maji kwa kasi ya chini v 2, itafikia umbali mfupi. , kufikia hatua A pekee". Katika kesi hiyo, kinachojulikana mbele ya wimbi A "B" ndani ya maji itazungushwa kwa pembe fulani kwa heshima na mbele ya wimbi la AB angani. Na vekta ya kasi (ambayo daima ni perpendicular mbele ya wimbi na sanjari na mwelekeo wa uenezi wake) huzunguka, inakaribia mstari wa moja kwa moja OO", perpendicular kwa interface kati ya vyombo vya habari. Katika kesi hii, angle ya refraction β ni ndogo. kuliko pembe ya tukio α.Hivi ndivyo jinsi mwonekano wa mwanga unavyotokea.

Inaweza pia kuonekana kutoka kwa takwimu kwamba wakati wa mpito hadi mwingine wa kati na mzunguko wa mbele ya wimbi, urefu wa wimbi pia hubadilika: juu ya mpito hadi katikati ya macho, kasi hupungua, urefu wa wimbi pia hupungua (λ 2).< λ 1). Это согласуется и с известной вам формулой λ = V/v, из которой следует, что при неизменной частоте v (которая не зависит от плотности среды и поэтому не меняется при переходе луча из одной среды в другую) уменьшение скорости распространения волны сопровождается пропорциональным уменьшением длины волны.

Maswali

Ni kipi kati ya vitu hivi viwili ambacho ni mnene zaidi wa macho?
Je, fahirisi za kuakisi huamuliwaje kulingana na kasi ya mwanga katika midia?
Je, mwanga husafiri kwa haraka zaidi wapi?
Je, ni sababu gani ya kimwili ya kupungua kwa kasi ya mwanga wakati inapita kutoka kwa utupu hadi katikati au kutoka kwa kati yenye wiani wa chini wa macho hadi katikati na ya juu zaidi?
Ni nini huamua (yaani, wanategemea nini) index ya refractive kabisa ya kati na kasi ya mwanga ndani yake?
Eleza kile ambacho Kielelezo 142 kinaonyesha.

Ikiwa wimbi la mwanga huanguka kwenye mpaka wa gorofa unaotenganisha dielectri mbili zilizo na vibali tofauti vya jamaa, basi wimbi hili linaonyeshwa kutoka kwa kiolesura na kukataliwa, kupita kutoka kwa dielectri moja hadi nyingine. Nguvu ya refractive ya kati ya uwazi ina sifa ya index refractive, ambayo mara nyingi huitwa index refractive.

Kielezo kamili cha refractive

UFAFANUZI

Kielezo kamili cha refractive piga wingi wa kimwili sawa na uwiano wa kasi ya uenezi wa mwanga katika utupu () kwa kasi ya awamu ya mwanga katika kati (). Kielezo hiki cha refractive kinaonyeshwa na herufi . Kihesabu, ufafanuzi huu wa faharisi ya refractive unaweza kuandikwa kama:

Kwa dutu yoyote (isipokuwa ni utupu), thamani ya index ya refractive inategemea mzunguko wa mwanga na vigezo vya dutu (joto, wiani, nk). Kwa gesi za nadra, index ya refractive inachukuliwa sawa na.

Ikiwa dutu hii ni anisotropic, basi n inategemea mwelekeo ambao mwanga huenea na jinsi wimbi la mwanga linavyopangwa.

Kulingana na ufafanuzi (1), faharasa kamili ya kuakisi inaweza kupatikana kama:

ambapo ni mara kwa mara ya dielectric ya kati, ni upenyezaji wa magnetic wa kati.

Faharasa ya refractive inaweza kuwa wingi changamano katika kunyonya midia. Katika safu ya mawimbi ya macho kwa =1, idhini imeandikwa kama:

kisha faharisi ya refractive:

iko wapi sehemu halisi ya faharisi ya refractive, sawa na:

inaonyesha kinzani, sehemu ya kufikiria:

kuwajibika kwa kunyonya.

Fahirisi ya refractive ya jamaa

UFAFANUZI

Fahirisi ya refractive ya jamaa() ya pili kati ya jamaa na ya kwanza ni uwiano wa kasi ya awamu ya mwanga katika dutu ya kwanza kwa kasi ya awamu katika dutu ya pili:

ambapo ni fahirisi kamili ya refractive ya kati ya pili, ni fahirisi kamili ya refractive ya dutu ya kwanza. Ikiwa title="(!LANG:Imetolewa na QuickLaTeX.com" height="16" width="60" style="vertical-align: -4px;">, то вторая среда считается оптически более плотной, чем первая.!}

Kwa mawimbi ya monochromatic, urefu ambao ni mrefu zaidi kuliko umbali kati ya molekuli kwenye dutu, sheria ya Snell inatimizwa:

ambapo ni pembe ya tukio, ni pembe ya kinzani, ni fahirisi ya refractive ya dutu ambayo mwanga uliorudishwa hueneza kuhusiana na kati ambapo wimbi la mwanga wa tukio huenezwa.

Vitengo

Kielezo cha refractive ni wingi usio na kipimo.

Mifano ya kutatua matatizo

MFANO 1

Kazi

Je! ni pembe gani ya kuzuia ya kutafakari kwa ndani kwa jumla () ikiwa boriti ya mwanga itapita kutoka kioo hadi hewa. Fahirisi ya refractive ya kioo inachukuliwa kuwa sawa na n=1.52.

Suluhisho

Kwa uakisi kamili wa ndani, pembe ya kinzani () ni kubwa kuliko au sawa na

) Kwa pembe, sheria ya kinzani inabadilishwa kuwa fomu:

Kwa kuwa pembe ya matukio ya boriti ni sawa na pembe ya kutafakari, tunaweza kuandika kwamba:

Kwa mujibu wa hali ya tatizo, boriti hupita kutoka kioo hadi hewa, ambayo ina maana kwamba

Wacha tufanye mahesabu:

Jibu

MFANO 2

Kazi	Je, kuna uhusiano gani kati ya pembe ya matukio ya miale ya mwanga () na fahirisi ya refractive ya dutu (n)? Ikiwa pembe kati ya miale iliyoakisiwa na iliyorudishwa ni ? Boriti huanguka kutoka hewani hadi kwenye maada.
Suluhisho	Hebu tufanye kuchora.

Sheria za fizikia zina jukumu muhimu sana katika kutekeleza mahesabu ya kupanga mkakati maalum wa utengenezaji wa bidhaa yoyote au kuunda mradi wa ujenzi wa miundo kwa madhumuni anuwai. Maadili mengi yanahesabiwa, kwa hivyo vipimo na mahesabu hufanywa kabla ya kuanza kazi ya kupanga. Kwa mfano, fahirisi ya refractive ya kioo ni sawa na uwiano wa sine ya pembe ya tukio kwa sine ya pembe ya kinzani.

Kwa hiyo kwanza kuna mchakato wa kupima pembe, basi sine yao imehesabiwa, na kisha tu unaweza kupata thamani inayotaka. Licha ya kupatikana kwa data ya jedwali, ni muhimu kufanya mahesabu ya ziada kila wakati, kwani vitabu vya kumbukumbu mara nyingi hutumia hali bora ambazo karibu haiwezekani kufanikiwa katika maisha halisi. Kwa hivyo, kwa kweli, kiashiria kitatofautiana na ile ya jedwali, na katika hali zingine hii ni muhimu sana.

Kiashiria kabisa

Nambari ya kuakisi kabisa inategemea chapa ya glasi, kwani katika mazoezi kuna idadi kubwa ya chaguzi ambazo hutofautiana katika muundo na kiwango cha uwazi. Kwa wastani, ni 1.5 na inabadilika karibu na thamani hii kwa 0.2 katika mwelekeo mmoja au mwingine. Katika hali nadra, kunaweza kuwa na kupotoka kutoka kwa takwimu hii.

Tena, ikiwa kiashiria halisi ni muhimu, basi vipimo vya ziada ni vya lazima. Lakini hata hawatoi matokeo ya kuaminika 100%, kwani nafasi ya jua angani na mawingu siku ya vipimo itaathiri thamani ya mwisho. Kwa bahati nzuri, katika 99.99% ya kesi, inatosha kujua tu kwamba faharisi ya refractive ya nyenzo kama glasi ni kubwa kuliko moja na chini ya mbili, na sehemu zingine zote za kumi na mia hazina jukumu.

Kwenye vikao vinavyosaidia kutatua matatizo katika fizikia, swali mara nyingi huangaza, ni nini index ya refractive ya kioo na almasi? Watu wengi wanafikiri kwamba kwa kuwa vitu hivi viwili vinafanana kwa kuonekana, basi mali zao zinapaswa kuwa takriban sawa. Lakini huu ni udanganyifu.

Refraction ya juu ya kioo itakuwa karibu 1.7, wakati kwa almasi takwimu hii inafikia 2.42. Gem hii ni mojawapo ya nyenzo chache duniani ambazo index ya refractive inazidi 2. Hii ni kutokana na muundo wake wa fuwele na kuenea kwa kiasi kikubwa cha miale ya mwanga. Kukabiliana kuna jukumu ndogo katika mabadiliko katika thamani ya jedwali.

Kiashiria cha jamaa

Kiashiria cha jamaa cha mazingira fulani kinaweza kuonyeshwa kama ifuatavyo:

- index ya refractive ya kioo jamaa na maji ni takriban 1.18;
- index ya refractive ya nyenzo sawa kuhusiana na hewa ni sawa na 1.5;
- index ya refractive kuhusiana na pombe - 1.1.

Upimaji wa kiashiria na hesabu ya thamani ya jamaa hufanyika kulingana na algorithm inayojulikana. Ili kupata parameter ya jamaa, unahitaji kugawanya thamani ya meza moja na nyingine. Au fanya mahesabu ya majaribio kwa mazingira mawili, na kisha ugawanye data iliyopatikana. Shughuli hizo mara nyingi hufanyika katika madarasa ya maabara katika fizikia.

Uamuzi wa index ya refractive

Ni ngumu sana kuamua faharisi ya refractive ya kioo katika mazoezi, kwa sababu vyombo vya usahihi wa juu vinahitajika kupima data ya awali. Hitilafu yoyote itaongezeka, kwani hesabu hutumia fomula ngumu ambazo zinahitaji kutokuwepo kwa makosa.

Kwa ujumla, mgawo huu unaonyesha mara ngapi kasi ya uenezi wa mionzi ya mwanga hupungua wakati wa kupita kwenye kikwazo fulani. Kwa hiyo, ni kawaida tu kwa vifaa vya uwazi. Kwa thamani ya kumbukumbu, yaani, kwa kitengo, index ya refractive ya gesi inachukuliwa. Hii ilifanywa ili kuweza kuanza kutoka kwa thamani fulani katika hesabu.

Ikiwa miale ya jua itaanguka kwenye uso wa glasi na index ya refractive ambayo ni sawa na thamani ya meza, basi inaweza kubadilishwa kwa njia kadhaa:

1. Gundi filamu juu, ambayo index ya refractive itakuwa ya juu kuliko ya kioo. Kanuni hii hutumiwa katika upakaji rangi wa madirisha ya gari ili kuboresha faraja ya abiria na kuruhusu dereva kuona barabara kwa uwazi zaidi. Pia, filamu itashikilia nyuma na mionzi ya ultraviolet.
2. Piga kioo na rangi. Hivi ndivyo watengenezaji wa miwani ya jua ya bei nafuu hufanya, lakini fahamu kuwa inaweza kuwa na madhara kwa macho yako. Katika mifano nzuri, glasi huzalishwa mara moja rangi kwa kutumia teknolojia maalum.
3. Ingiza glasi kwenye kioevu kidogo. Hii ni muhimu tu kwa majaribio.

Ikiwa boriti ya mwanga inapita kutoka kioo, basi index ya refractive kwenye nyenzo inayofuata inahesabiwa kwa kutumia mgawo wa jamaa, ambayo inaweza kupatikana kwa kulinganisha maadili ya tabular kwa kila mmoja. Mahesabu haya ni muhimu sana katika kubuni ya mifumo ya macho ambayo hubeba mzigo wa vitendo au wa majaribio. Hitilafu haziruhusiwi hapa, kwa sababu zitasababisha kifaa kizima kufanya kazi, na kisha data yoyote iliyopokelewa nayo haitakuwa na maana.

Kuamua kasi ya mwanga katika kioo na index refractive, unahitaji kugawanya thamani kamili ya kasi katika utupu na index refractive. Ombwe hutumika kama njia ya marejeleo, kwa sababu kinzani haifanyi kazi hapo kwa sababu ya kukosekana kwa dutu yoyote ambayo inaweza kuingilia kati na harakati isiyozuiliwa ya miale ya mwanga kwenye trajectory fulani.

Katika viashiria vyovyote vilivyohesabiwa, kasi itakuwa chini ya katikati ya kumbukumbu, kwani index ya refractive daima ni kubwa kuliko moja.

Wacha tugeuke kwa kuzingatia kwa undani zaidi faharisi ya refractive iliyoletwa na sisi katika § 81 wakati wa kuunda sheria ya kukataa.

Ripoti ya refractive inategemea mali ya macho na kati ambayo boriti huanguka na kati ambayo hupenya. Fahirisi ya refractive inayopatikana wakati mwanga kutoka kwa utupu unaanguka kwenye kati inaitwa fahirisi kamili ya refractive ya kati hii.

Mchele. 184. Fahirisi ya refractive ya midia mbili:

Hebu index ya refractive kabisa ya kati ya kwanza iwe na ya pili ya kati -. Kwa kuzingatia kinzani kwenye mpaka wa media ya kwanza na ya pili, tunahakikisha kuwa faharisi ya refractive wakati wa mpito kutoka kwa kati ya kwanza hadi ya pili, kinachojulikana kama faharisi ya refractive ya jamaa, ni sawa na uwiano wa fahirisi kamili za kinzani. vyombo vya habari vya pili na vya kwanza:

(Mchoro 184). Kinyume chake, wakati wa kupita kutoka kati ya pili hadi ya kwanza, tuna index ya refractive ya jamaa

Muunganisho ulioimarishwa kati ya faharasa ya refractive ya vyombo viwili vya habari na fahirisi zao kamili za refractive pia inaweza kupatikana kinadharia, bila majaribio mapya, kama vile inavyoweza kufanywa kwa sheria ya urejeshaji nyuma (§ 82),

Kielelezo cha kati kilicho na kielezo cha juu cha kuakisi kinasemekana kuwa na msongamano wa macho. Fahirisi ya refractive ya vyombo vya habari mbalimbali kuhusiana na hewa kwa kawaida hupimwa. Kielezo kamili cha refractive cha hewa ni. Kwa hivyo, faharisi kamili ya refractive ya kati yoyote inahusiana na faharisi yake ya refractive inayohusiana na hewa kwa formula.

Jedwali 6. Ripoti ya refractive ya vitu mbalimbali kuhusiana na hewa

Ripoti ya refractive inategemea urefu wa mwanga, yaani, juu ya rangi yake. Rangi tofauti zinalingana na fahirisi tofauti za refractive. Jambo hili, linaloitwa utawanyiko, lina jukumu muhimu katika optics. Tutashughulikia jambo hili mara kwa mara katika sura za baadaye. Data iliyotolewa kwenye jedwali. 6, rejea mwanga njano.

Inashangaza kutambua kwamba sheria ya kutafakari inaweza kuandikwa rasmi kwa fomu sawa na sheria ya kukataa. Kumbuka kwamba tulikubali kupima kila wakati pembe kutoka kwa perpendicular hadi ray inayofanana. Kwa hiyo, tunapaswa kuzingatia angle ya matukio na angle ya kutafakari kuwa na ishara kinyume, i.e. sheria ya kutafakari inaweza kuandikwa kama

Kwa kulinganisha (83.4) na sheria ya kukataa, tunaona kwamba sheria ya kutafakari inaweza kuchukuliwa kuwa kesi maalum ya sheria ya kukataliwa kwa . Ulinganifu huu rasmi kati ya sheria za kutafakari na refraction ni wa matumizi makubwa katika kutatua matatizo ya vitendo.

Katika uwasilishaji uliopita, ripoti ya refractive ilikuwa na maana ya mara kwa mara ya kati, bila kujitegemea kwa ukubwa wa mwanga unaopita ndani yake. Tafsiri kama hiyo ya faharisi ya refractive ni ya asili kabisa; Walakini, katika kesi ya nguvu ya mionzi ya juu inayopatikana kwa kutumia lasers za kisasa, sio haki. Mali ya kati ambayo mionzi ya mwanga yenye nguvu hupita, katika kesi hii, inategemea kiwango chake. Kama wanasema, kati inakuwa isiyo ya mstari. Ukosefu wa usawa wa kati unajidhihirisha, hasa, kwa ukweli kwamba wimbi la mwanga la kiwango cha juu hubadilisha index ya refractive. Utegemezi wa index ya refractive juu ya kiwango cha mionzi ina fomu

Hapa, kuna faharasa ya kawaida ya kuangazia, a ni faharasa ya refractive isiyo ya mstari, na ndio sababu ya uwiano. Neno la ziada katika fomula hii linaweza kuwa chanya au hasi.

Mabadiliko ya jamaa katika faharisi ya refractive ni ndogo kiasi. Katika faharasa ya refractive isiyo ya mstari. Walakini, hata mabadiliko madogo kama haya katika faharisi ya refractive yanaonekana: wanajidhihirisha katika hali ya kipekee ya kuzingatia mwanga.

Fikiria wastani ulio na faharasa chanya ya refractive isiyo ya mstari. Katika kesi hiyo, maeneo ya kuongezeka kwa mwanga wa mwanga ni maeneo ya wakati huo huo ya index ya refractive iliyoongezeka. Kawaida, katika mionzi ya laser halisi, usambazaji wa nguvu juu ya sehemu ya msalaba wa boriti sio sawa: kiwango ni cha juu kando ya mhimili na hupungua vizuri kuelekea kingo za boriti, kama inavyoonyeshwa kwenye Mtini. 185 curves imara. Usambazaji sawa pia unaelezea mabadiliko katika faharasa ya refractive juu ya sehemu ya msalaba ya seli na kati isiyo ya mstari, kando ya mhimili ambao boriti ya laser hueneza. Fahirisi ya refractive, ambayo ni kubwa zaidi kando ya mhimili wa seli, hatua kwa hatua hupungua kuelekea kuta zake (curves zilizopigwa kwenye Mchoro 185).

Mionzi ya miale inayojitokeza kutoka kwa leza inayofanana na mhimili, ikianguka ndani ya kati yenye fahirisi inayobadilika ya refractive, inageuzwa kuelekea ambapo ni kubwa zaidi. Kwa hivyo, kuongezeka kwa nguvu karibu na seli ya OSP husababisha mkusanyiko wa miale ya mwanga katika eneo hili, ambayo inaonyeshwa kwa mpangilio katika sehemu za msalaba na kwenye Mtini. 185, na hii inasababisha ongezeko zaidi la . Hatimaye, sehemu ya msalaba yenye ufanisi ya boriti ya mwanga inayopita katikati isiyo ya mstari inapungua kwa kiasi kikubwa. Nuru hupita kana kwamba kupitia chaneli nyembamba iliyo na fahirisi iliyoongezeka ya kuakisi. Kwa hivyo, boriti ya laser hupungua, na kati isiyo ya mstari hufanya kama lenzi inayobadilika chini ya hatua ya mionzi kali. Jambo hili linaitwa kujitegemea. Inaweza kuzingatiwa, kwa mfano, katika nitrobenzene ya kioevu.

Mchele. 185. Usambazaji wa kiwango cha mionzi na index ya refractive juu ya sehemu ya msalaba wa boriti ya laser ya mionzi kwenye mlango wa cuvette (a), karibu na mwisho wa pembejeo (), katikati (), karibu na mwisho wa pato la cuvette () )

Uamuzi wa faharisi ya refractive ya solids uwazi

Na vinywaji

Vyombo na vifaa: darubini yenye chujio cha mwanga, sahani ya ndege-sambamba na alama ya AB kwa namna ya msalaba; brand refractometer "RL"; seti ya vinywaji.

Lengo: kuamua fahirisi za refractive za glasi na vinywaji.

Uamuzi wa index ya refractive ya kioo kwa kutumia darubini

Kuamua index ya refractive ya imara ya uwazi, sahani ya ndege-sambamba iliyofanywa kwa nyenzo hii yenye alama hutumiwa.

Alama hiyo ina scratches mbili za perpendicular, moja ambayo (A) inatumika chini, na ya pili (B) - kwenye uso wa juu wa sahani. Sahani inaangazwa na mwanga wa monochromatic na kuchunguzwa chini ya darubini. Juu ya
mchele. 4.7 inaonyesha sehemu ya sahani iliyochunguzwa na ndege ya wima.

Miale AD na AE baada ya kutofautishwa kwenye kiolesura cha glasi-hewa huenda katika mwelekeo DD1 na EE1 na kuanguka katika lengo la hadubini.

Mtazamaji ambaye anaangalia sahani kutoka juu anaona hatua A kwenye makutano ya kuendelea kwa mionzi ya DD1 na EE1, i.e. kwa uhakika C.

Kwa hivyo, hatua A inaonekana kwa mwangalizi iko kwenye hatua ya C. Hebu tupate uhusiano kati ya index ya refractive n ya nyenzo za sahani, unene d na unene unaoonekana d1 wa sahani.

4.7 inaweza kuonekana kuwa VD \u003d BCtgi, BD \u003d ABtgr, kutoka wapi

tgi/tgr = AB/BC,

ambapo AB = d ni unene wa sahani; BC = d1 unene wa sahani unaoonekana.

Ikiwa pembe i na r ni ndogo, basi

Sini/Sinr = tgi/tgr, (4.5)

hizo. Sini/Sinr = d/d1.

Kuzingatia sheria ya refraction mwanga, sisi kupata

Kipimo cha d/d1 kinafanywa kwa kutumia darubini.

Mpango wa macho wa darubini una mifumo miwili: mfumo wa uchunguzi, unaojumuisha lengo na jicho lililowekwa kwenye bomba, na mfumo wa kuangaza, unaojumuisha kioo na chujio cha mwanga kinachoweza kutolewa. Kuzingatia picha kunafanywa kwa kuzungusha vipini vilivyo pande zote mbili za bomba.

Kwenye mhimili wa kushughulikia kulia kuna diski yenye kiwango cha kiungo.

Kusoma b kwenye kiungo kuhusiana na kielekezi kisichobadilika huamua umbali h kutoka kwa lengo hadi hatua ya hadubini:

Mgawo wa k unaonyesha urefu wa bomba la hadubini husogea wakati mpini unazungushwa kwa 1 °.

Kipenyo cha lengo katika usanidi huu ni mdogo ikilinganishwa na umbali h, kwa hivyo boriti ya nje inayoingia kwenye lengo huunda pembe ndogo i na mhimili wa macho wa darubini.

Pembe ya refraction r ya mwanga katika sahani ni chini ya angle i, i.e. pia ni ndogo, ambayo inalingana na hali (4.5).

Utaratibu wa kazi

1. Weka sahani kwenye hatua ya darubini ili hatua ya makutano ya viboko A na B (tazama Mtini.

Kielezo cha refractive

4.7) alikuwa katika uwanja wa maoni.

2. Zungusha kushughulikia kwa utaratibu wa kuinua ili kuinua tube kwenye nafasi ya juu.

3. Kuangalia ndani ya jicho, kupunguza polepole tube ya darubini kwa kuzunguka kushughulikia mpaka picha ya wazi ya mwanzo B, inayotumiwa kwenye uso wa juu wa sahani, inapatikana kwenye uwanja wa mtazamo. Rekodi dalili ya b1 ya kiungo, ambayo ni sawia na umbali h1 kutoka lengo la darubini hadi ukingo wa juu wa sahani: h1 = kb1 (Mtini.

4. Endelea kupunguza bomba vizuri hadi picha ya wazi ya mwanzo A inapatikana, ambayo inaonekana kwa mwangalizi iko kwenye hatua C. Rekodi usomaji mpya wa b2 wa kiungo. Umbali wa h1 kutoka kwa lengo hadi uso wa juu wa sahani ni sawia na b2:
h2 = kb2 (Mchoro 4.8, b).

Umbali kutoka kwa pointi B na C hadi kwenye lenzi ni sawa, kwani mtazamaji anawaona kwa usawa.

Uhamisho wa bomba h1-h2 ni sawa na unene wa sahani (Mtini.

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

5. Pima unene wa sahani d kwenye makutano ya viboko. Ili kufanya hivyo, weka sahani ya glasi ya msaidizi 2 chini ya sahani ya mtihani 1 (Mchoro 4.9) na kupunguza bomba la darubini hadi lens iguse (kidogo) sahani ya mtihani. Angalia dalili ya kiungo a1. Ondoa sahani inayochunguzwa na upunguze bomba la darubini hadi lengo liguse sahani 2.

Kiashiria a2.

Wakati huo huo, lengo la microscope litashuka hadi urefu sawa na unene wa sahani chini ya utafiti, i.e.

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

6. Kuhesabu index ya refractive ya nyenzo za sahani kwa kutumia fomula

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

7. Rudia vipimo vyote hapo juu mara 3-5, uhesabu thamani ya wastani n, makosa kamili na jamaa rn na rn/n.

Uamuzi wa index ya refractive ya vinywaji kwa kutumia refractometer

Vyombo vinavyotumiwa kuamua fahirisi za refractive huitwa refractometers.

Mtazamo wa jumla na mpango wa macho wa refractometer ya RL huonyeshwa kwenye mtini. 4.10 na 4.11.

Kipimo cha fahirisi ya refractive ya vimiminika kwa kutumia kirefereta cha RL kinatokana na hali ya kurudisha nyuma mwanga ambayo imepitia kiolesura kati ya midia mbili yenye fahirisi tofauti za kuakisi.

Mwangaza wa mwanga (Mtini.

4.11) kutoka kwa chanzo 1 (taa ya incandescent au mchana uliotawanyika) kwa msaada wa kioo 2 inaelekezwa kupitia dirisha kwenye nyumba ya chombo kwenye prism mbili inayojumuisha prism 3 na 4, ambayo imetengenezwa kwa glasi na faharisi ya kutafakari. ya 1.540.

Uso AA wa prism ya juu ya kuangaza 3 (Mtini.

4.12, a) ni matte na hutumikia kuangaza kioevu na mwanga ulioenea uliowekwa kwenye safu nyembamba katika pengo kati ya prisms 3 na 4. Nuru iliyotawanyika na uso wa matte 3 hupitia safu ya ndege-sambamba ya kioevu chini ya utafiti na huanguka kwenye uso wa diagonal wa mlipuko wa prism ya chini 4 chini ya tofauti
pembe i kuanzia sifuri hadi 90°.

Ili kuepuka uzushi wa jumla ya kutafakari kwa ndani ya mwanga juu ya uso wa kulipuka, index ya refractive ya kioevu chini ya utafiti inapaswa kuwa chini ya ripoti ya refractive ya kioo cha prism 4, i.e.

chini ya 1,540.

Nuru ya mwanga yenye angle ya matukio ya 90 ° inaitwa boriti ya gliding.

Boriti inayoteleza, iliyorudishwa kwenye kiolesura cha glasi-kioevu, itaingia kwenye prism 4 kwenye pembe ya kikomo ya kinzani. r na kadhalika< 90о.

Kigezo cha boriti inayoteleza kwenye sehemu ya D (ona Mchoro 4.12, a) inatii sheria.

nst / nzh \u003d sinipr / sinrpr (4.11)

au nzh = ntsinrpr, (4.12)

kwani sinipr = 1.

Juu ya uso wa BC wa prism 4, mionzi ya mwanga hutolewa tena na kisha

Sini¢ pr/sinr¢ pr = 1/ nst, (4.13)

r¢pr+i¢pr = i¢pr =a , (4.14)

ambapo a ni boriti inayorudisha nyuma ya prism 4.

Tukisuluhisha pamoja mfumo wa milinganyo (4.12), (4.13), (4.14), tunaweza kupata fomula inayohusiana na fahirisi ya refractive nzh ya kioevu kinachochunguzwa na pembe ya kikomo ya refraction r'pr ya boriti iliyojitokeza kutoka kwa mche 4:

Ikiwa upeo wa kutazama umewekwa kwenye njia ya mionzi inayojitokeza kutoka kwa prism 4, basi sehemu ya chini ya uwanja wake wa mtazamo itaangazwa, na sehemu ya juu ya giza. Kiolesura kati ya uga wa mwanga na giza huundwa na miale yenye kikwazo cha pembe ya mwonekano r¢ pr. Hakuna miale iliyo na pembe ya kinzani ndogo kuliko r¢ pr katika mfumo huu (Mtini.

Thamani ya r¢ pr, kwa hivyo, na nafasi ya mpaka wa chiaroscuro hutegemea tu faharisi ya refractive nzh ya kioevu kinachochunguzwa, kwani nst na a ni maadili ya kila wakati kwenye kifaa hiki.

Kujua nst, a na r¢ pr, inawezekana kukokotoa nzh kwa kutumia fomula (4.15). Kwa mazoezi, fomula (4.15) hutumiwa kurekebisha kiwango cha refractometer.

Kwa kiwango cha 9 (tazama

mchele. 4.11), maadili ya faharisi ya refractive kwa ld = 5893 Å yamepangwa upande wa kushoto. Mbele ya macho 10 - 11 kuna sahani 8 na alama (--).

Kwa kusonga jicho la macho pamoja na sahani 8 kwa kiwango, inawezekana kufikia usawa wa alama na mstari wa kugawanya kati ya maeneo ya giza na mwanga.

Mgawanyiko wa kiwango cha 9 kilichohitimu, sanjari na alama, unatoa thamani ya faharisi ya refractive nzh ya kioevu kinachochunguzwa. Lengo la 6 na eyepiece 10-11 huunda darubini.

Rotary prism 7 hubadilisha mwendo wa boriti, kuielekeza kwenye kiwiko cha macho.

Kutokana na mtawanyiko wa kioo na kioevu chini ya utafiti, badala ya mstari wazi wa kugawanya kati ya mashamba ya giza na mkali, wakati unazingatiwa katika mwanga mweupe, mstari wa iridescent hupatikana. Ili kuondoa athari hii, fidia ya utawanyiko 5 imewekwa mbele ya lensi ya darubini. Sehemu kuu ya compensator ni prism, ambayo ni glued kutoka prisms tatu na inaweza kuzunguka jamaa na mhimili wa darubini.

Pembe za kutafakari za prism na nyenzo zao huchaguliwa ili mwanga wa njano na wavelength ld = 5893 Å upite kupitia kwao bila kinzani. Ikiwa prism ya fidia imewekwa kwenye njia ya mionzi ya rangi ili utawanyiko wake uwe sawa kwa ukubwa, lakini kinyume na ishara kwa utawanyiko wa prism ya kupima na kioevu, basi utawanyiko wa jumla utakuwa sawa na sifuri. Katika kesi hiyo, boriti ya mionzi ya mwanga itakusanyika ndani ya boriti nyeupe, mwelekeo ambao unafanana na mwelekeo wa boriti ya njano inayopunguza.

Kwa hivyo, wakati prism ya fidia inapozunguka, rangi ya kivuli cha rangi huondolewa. Pamoja na prism 5, kiungo cha mtawanyiko 12 kinazunguka kuhusiana na pointer fasta (ona Mtini. 4.10). Pembe ya mzunguko Z ya kiungo hufanya iwezekane kutathmini thamani ya mtawanyiko wa wastani wa kioevu kilichochunguzwa.

Kiwango cha kupiga simu lazima kihitimu. Ratiba imeambatanishwa na ufungaji.

Utaratibu wa kazi

1. Kuinua prism 3, weka matone 2-3 ya kioevu cha mtihani kwenye uso wa prism 4 na kupunguza prism 3 (ona Mchoro 4.10).

3. Kutumia lengo la ocular, kufikia picha kali ya kiwango na kiolesura kati ya nyanja za mtazamo.

4. Kugeuza kushughulikia 12 ya fidia 5, kuharibu rangi ya rangi ya interface kati ya mashamba ya mtazamo.

Kusonga jicho kwenye mizani, panga alama (—-) na mpaka wa uga wa giza na mwepesi na urekodi thamani ya faharisi ya kioevu.

6. Chunguza seti iliyopendekezwa ya vimiminika na utathmini hitilafu ya kipimo.

7. Baada ya kila kipimo, futa uso wa prisms na karatasi ya chujio iliyowekwa kwenye maji yaliyotengenezwa.

maswali ya mtihani

Chaguo 1

Bainisha fahirisi kamili na linganifu za refractive za kati.

2. Chora njia ya mionzi kupitia interface ya vyombo vya habari viwili (n2> n1, na n2< n1).

3. Pata uhusiano unaohusiana na fahirisi ya refractive n na unene d na unene unaoonekana d¢ wa sahani.

4. Jukumu. Pembe ya kikomo ya uakisi kamili wa ndani kwa baadhi ya dutu ni 30°.

Tafuta fahirisi ya refractive ya dutu hii.

Jibu: n=2.

Chaguo la 2

1. Ni jambo gani la kutafakari kwa ndani kwa jumla?

2. Eleza muundo na kanuni ya uendeshaji wa refractometer RL-2.

3. Eleza jukumu la mlipaji fidia katika refractometer.

4. Jukumu. Balbu nyepesi hupunguzwa kutoka katikati ya rafu ya pande zote hadi kina cha m 10. Pata radius ya chini ya raft, wakati hakuna ray moja kutoka kwa balbu inapaswa kufikia uso.

Jibu: R = 11.3 m.

KIELEKEZO KIREFU, au COEFFICIENT INAYOZUIA, ni nambari ya kidhahania inayoonyesha nguvu ya kuangazia ya kati ya uwazi. Faharasa ya kuakisi inaonyeshwa na herufi ya Kilatini π na inafafanuliwa kama uwiano wa sine ya pembe ya tukio na sine ya pembe ya kinzani ya boriti inayoingia kutoka utupu hadi katikati fulani ya uwazi:

n = dhambi α/sin β = const au kama uwiano wa kasi ya mwanga katika utupu na kasi ya mwanga katika hali ya uwazi iliyotolewa: n = c/νλ kutoka utupu hadi uwazi uliotolewa.

Fahirisi ya refractive inachukuliwa kuwa kipimo cha wiani wa macho wa kati

Fahirisi ya refractive iliyoamuliwa kwa njia hii inaitwa fahirisi kamili ya refractive, tofauti na faharisi ya refractive ya jamaa.

e. inaonyesha ni mara ngapi kasi ya uenezi wa mwanga hupungua wakati fahirisi yake ya kuakisi inapita, ambayo imedhamiriwa na uwiano wa sine ya pembe ya tukio na sine ya pembe ya kinzani wakati boriti inapita kutoka katikati ya moja. msongamano kwa wastani wa msongamano mwingine. Fahirisi ya refractive ya jamaa ni sawa na uwiano wa fahirisi za refractive kabisa: n = n2/n1, ambapo n1 na n2 ni fahirisi za kinzani kabisa za media ya kwanza na ya pili.

Fahirisi kamili ya refractive ya miili yote - dhabiti, kioevu na gesi - ni kubwa kuliko moja na inaanzia 1 hadi 2, ikizidi thamani ya 2 tu katika hali nadra.

Ripoti ya refractive inategemea wote juu ya mali ya kati na juu ya wavelength ya mwanga na huongezeka kwa kupungua kwa urefu wa wimbi.

Kwa hivyo, faharisi imepewa herufi p, ikionyesha ni urefu gani wa kiashiria hurejelea.

KIELEKEZO KIREFU

Kwa mfano, kwa kioo cha TF-1, index ya refractive katika sehemu nyekundu ya wigo ni nC = 1.64210, na katika sehemu ya violet nG'=1.67298.

Fahirisi za refractive za baadhi ya miili yenye uwazi

Hewa - 1.000292

Maji - 1,334

Etha - 1,358

Pombe ya ethyl - 1.363

Glycerin - 1, 473

Kioo cha kikaboni (plexiglass) - 1, 49

Benzene - 1.503

(Kioo cha taji - 1.5163

Fir (Kanada), zeri 1.54

Kioo kizito cha taji - 1, 61 26

Kioo cha Flint - 1.6164

Disulfidi ya kaboni - 1.629

Mwanga mzito wa glasi - 1, 64 75

Monobromonaphthalene - 1.66

Kioo ndio mwamba mzito zaidi - 1.92

Almasi - 2.42

Tofauti katika ripoti ya refractive kwa sehemu tofauti za wigo ni sababu ya chromatism, i.e.

mtengano wa mwanga mweupe wakati unapitia sehemu za kukataa - lenses, prisms, nk.

Maabara #41

Uamuzi wa index ya refractive ya vinywaji kwa kutumia refractometer

Kusudi la kazi: uamuzi wa faharisi ya refractive ya vinywaji kwa njia ya tafakari ya ndani kwa kutumia kinzani. IRF-454B; utafiti wa utegemezi wa ripoti ya refractive ya suluhisho kwenye mkusanyiko wake.

Maelezo ya ufungaji

Wakati mwanga usio wa monochromatic unarudiwa, hutengana katika rangi za vipengele kwenye wigo.

Jambo hili linatokana na utegemezi wa fahirisi ya refractive ya dutu kwenye mzunguko (wavelength) ya mwanga na inaitwa mtawanyiko wa mwanga.

Ni kawaida kuashiria nguvu ya refractive ya kati na faharisi ya refractive kwa urefu wa wimbi λ \u003d 589.3 nm (wastani wa urefu wa wavelengths wa mistari miwili ya njano ya karibu katika wigo wa mvuke ya sodiamu).

60. Ni njia gani za kuamua mkusanyiko wa vitu katika suluhisho hutumiwa katika uchambuzi wa ngozi ya atomiki?

Kielezo hiki cha refractive kimeashiriwa nD.

Kipimo cha tofauti ni tofauti ya wastani, inayofafanuliwa kama tofauti ( nF-nC), wapi nF ni fahirisi ya refractive ya dutu katika urefu wa wimbi λ = 486.1 nm (mstari wa bluu kwenye wigo wa hidrojeni), nC ni fahirisi ya refractive ya dutu λ - 656.3 nm (mstari mwekundu katika wigo wa hidrojeni).

Kinyume cha dutu kinaonyeshwa na thamani ya mtawanyiko wa jamaa:
Vitabu vya mikono kawaida hutoa usawa wa mtawanyiko wa jamaa, i.e.

e.
, wapi ni mgawo wa utawanyiko, au nambari ya Abbe.

Kifaa cha kuamua faharisi ya refractive ya vinywaji ina refractometer IRF-454B na mipaka ya kipimo cha kiashiria; kinzani nD katika safu kutoka 1.2 hadi 1.7; mtihani wa kioevu, unafuta kwa kuifuta nyuso za prisms.

Refractometer IRF-454B ni chombo cha majaribio kilichoundwa ili kupima moja kwa moja fahirisi ya refractive ya vimiminika, na pia kuamua mtawanyiko wa wastani wa vimiminika kwenye maabara.

Kanuni ya uendeshaji wa kifaa IRF-454B kulingana na uzushi wa jumla ya kutafakari ndani ya mwanga.

Mchoro wa mpangilio wa kifaa unaonyeshwa kwenye Mtini. moja.

Kioevu kilichochunguzwa kinawekwa kati ya nyuso mbili za prism 1 na 2. Prism 2 na uso uliopigwa vizuri. AB inapima, na prism 1 ina uso wa matte LAKINI1 KATIKA1 - taa. Mionzi kutoka kwa chanzo nyepesi huanguka kwenye ukingo LAKINI1 KUTOKA1 , refract, kuanguka juu ya uso wa matte LAKINI1 KATIKA1 na kutawanyika na uso huu.

Kisha hupitia safu ya kioevu kilichochunguzwa na kuanguka juu ya uso. AB mzizi 2.

Kwa mujibu wa sheria ya refraction
, wapi
Na ni pembe za refraction ya mionzi katika kioevu na prism, kwa mtiririko huo.

Kadiri angle ya matukio inavyoongezeka
angle ya refraction pia huongezeka na kufikia thamani yake ya juu
, lini
, T.

e. wakati boriti katika kioevu inateleza juu ya uso AB. Kwa hiyo,
. Kwa hivyo, mionzi inayojitokeza kutoka kwa prism 2 ni mdogo kwa pembe fulani
.

Miale inayotoka kwenye kioevu hadi kwenye prism 2 kwa pembe kubwa huakisi ndani jumla kwenye kiolesura. AB na usipite kwenye prism.

Kifaa kinachozingatiwa kinatumika kusoma vinywaji, faharisi ya refractive ambayo ni chini ya fahirisi ya refractive prism 2, kwa hiyo, mionzi ya pande zote, iliyopigwa kwenye mpaka wa kioevu na kioo, itaingia kwenye prism.

Kwa wazi, sehemu ya prism inayolingana na miale isiyopitishwa itatiwa giza. Katika darubini ya 4, iko kwenye njia ya mionzi inayotoka kwenye prism, mtu anaweza kuchunguza mgawanyiko wa uwanja wa mtazamo katika sehemu za mwanga na giza.

Kwa kugeuza mfumo wa prisms 1-2, mpaka kati ya uwanja wa mwanga na giza ni pamoja na msalaba wa nyuzi za macho ya darubini. Mfumo wa prisms 1-2 unahusishwa na mizani ambayo inasawazishwa katika maadili ya faharisi ya refractive.

Kiwango iko katika sehemu ya chini ya uwanja wa mtazamo wa bomba na, wakati sehemu ya uwanja wa maoni imejumuishwa na msalaba wa nyuzi, inatoa dhamana inayolingana ya faharisi ya refractive ya kioevu. .

Kwa sababu ya utawanyiko, kiolesura cha uwanja wa mtazamo katika mwanga mweupe kitakuwa na rangi. Ili kuondokana na rangi, na pia kuamua utawanyiko wa wastani wa dutu ya mtihani, compensator 3 hutumiwa, inayojumuisha mifumo miwili ya prisms ya maono ya moja kwa moja ya glued (Amici prisms).

Miche inaweza kuzungushwa wakati huo huo katika mwelekeo tofauti kwa kutumia kifaa sahihi cha mitambo ya kuzunguka, na hivyo kubadilisha utawanyiko wa ndani wa fidia na kuondokana na rangi ya uwanja wa mtazamo unaozingatiwa kupitia mfumo wa macho 4. Ngoma yenye mizani imeunganishwa kwa compensator. , ambayo huamua parameter ya utawanyiko, ambayo inaruhusu kuhesabu vitu vya wastani vya utawanyiko.

Utaratibu wa kazi

Kurekebisha kifaa ili mwanga kutoka kwa chanzo (taa ya incandescent) iingie kwenye prism inayoangaza na kuangaza uwanja wa mtazamo sawasawa.

2. Fungua prism ya kupimia.

Omba matone machache ya maji kwenye uso wake na fimbo ya kioo na uifunge kwa makini prism. Pengo kati ya prisms lazima lijazwe sawasawa na safu nyembamba ya maji (lipa kipaumbele maalum kwa hili).

Kutumia screw ya kifaa na kiwango, kuondokana na rangi ya uwanja wa mtazamo na kupata mpaka mkali kati ya mwanga na kivuli. Pangilia, kwa usaidizi wa screw nyingine, na msalaba wa kumbukumbu wa jicho la kifaa. Amua faharasa ya kuakisi ya maji kwenye mizani ya kijicho hadi elfu iliyo karibu zaidi.

Linganisha matokeo yaliyopatikana na data ya kumbukumbu ya maji. Ikiwa tofauti kati ya ripoti ya refractive iliyopimwa na iliyopangwa haizidi ± 0.001, basi kipimo kilifanyika kwa usahihi.

Zoezi 1

1. Tayarisha suluhisho la chumvi ya meza ( NaCl) yenye mkusanyiko karibu na kikomo cha umumunyifu (kwa mfano, C = 200 g/lita).

Pima index ya refractive ya suluhisho linalosababisha.

3. Kwa kuondokana na suluhisho kwa idadi kamili ya nyakati, pata utegemezi wa kiashiria; kinzani kutoka kwa mkusanyiko wa suluhisho na ujaze kwenye meza. moja.

Jedwali 1

Zoezi hilo. Jinsi ya kupata tu kwa dilution mkusanyiko wa suluhisho, sawa na 3/4 ya kiwango cha juu (awali)?

Grafu ya utegemezi wa njama n=n(C). Usindikaji zaidi wa data ya majaribio unapaswa kufanywa kama ilivyoelekezwa na mwalimu.

Usindikaji wa data ya majaribio

a) Mbinu ya picha

Kutoka kwa grafu kuamua mteremko KATIKA, ambayo chini ya hali ya majaribio itakuwa sifa ya solute na kutengenezea.

2. Kuamua mkusanyiko wa suluhisho kwa kutumia grafu NaCl iliyotolewa na msaidizi wa maabara.

b) Mbinu ya uchambuzi

Hesabu kwa angalau miraba LAKINI, KATIKA Na SB.

Kulingana na maadili yaliyopatikana LAKINI Na KATIKA kuamua maana
mkusanyiko wa suluhisho NaCl iliyotolewa na msaidizi wa maabara

maswali ya mtihani

mtawanyiko wa mwanga. Kuna tofauti gani kati ya utawanyiko wa kawaida na usio wa kawaida?

2. Je, ni jambo gani la kutafakari kwa ndani kwa jumla?

3. Kwa nini haiwezekani kupima fahirisi ya refractive ya kioevu kikubwa kuliko fahirisi ya refractive ya prism kwa kutumia usanidi huu?

4. Kwa nini uso wa prism LAKINI1 KATIKA1 kufanya matte?

Uharibifu, Index

Encyclopedia ya kisaikolojia

Njia ya kutathmini kiwango cha uharibifu wa akili! vipengele vinavyopimwa na jaribio la Wexler-Bellevue. Fahirisi inategemea uchunguzi kwamba kiwango cha ukuzaji wa uwezo fulani unaopimwa na mtihani hupungua kwa umri, wakati wengine hawana.

Kielezo

Encyclopedia ya kisaikolojia

- index, rejista ya majina, vyeo, nk Katika saikolojia - kiashiria digital kwa quantifying, sifa matukio.

Fahirisi ya refractive ya dutu inategemea nini?

Kielezo

Encyclopedia ya kisaikolojia

1. Maana ya jumla zaidi: kitu chochote kinachotumiwa kutia alama, kutambua, au kuelekeza; dalili, maandishi, ishara au alama. 2. Fomula au nambari, ambayo mara nyingi huonyeshwa kama kipengele, inayoonyesha uhusiano fulani kati ya thamani au vipimo, au kati ya...

Ujamaa, Index

Encyclopedia ya kisaikolojia

Tabia inayoonyesha ujamaa wa mtu. Sosiografia, kwa mfano, inatoa, kati ya vipimo vingine, tathmini ya ujamaa wa washiriki tofauti wa kikundi.

Uchaguzi, Index

Encyclopedia ya kisaikolojia

Fomula ya kutathmini uwezo wa jaribio fulani au kipengee cha jaribio katika kutofautisha watu kutoka kwa mwingine.

Kuegemea, Index

Encyclopedia ya kisaikolojia

Takwimu ambayo hutoa makadirio ya uwiano kati ya thamani halisi zilizopatikana kutoka kwa jaribio na thamani sahihi za kinadharia.

Faharasa hii inatolewa kama thamani ya r, ambapo r ni sababu ya usalama iliyohesabiwa.

Ufanisi wa Utabiri, Kielezo

Encyclopedia ya kisaikolojia

Kipimo cha kiwango ambacho ujuzi kuhusu kigezo kimoja unaweza kutumika kufanya utabiri kuhusu kigezo kingine, ikizingatiwa kwamba uunganisho wa vigeu hivyo unajulikana. Kawaida katika fomu ya mfano hii inaonyeshwa kama E, faharisi inawakilishwa kama 1 - ((...

Maneno, Index

Encyclopedia ya kisaikolojia

Neno la jumla kwa marudio yoyote ya utaratibu ya kutokea kwa maneno katika lugha iliyoandikwa na/au inayozungumzwa.

Aghalabu faharasa kama hizo huwa tu kwa maeneo maalum ya kiisimu, kwa mfano vitabu vya kiada vya darasa la kwanza, mwingiliano wa mzazi na mtoto. Walakini, makadirio yanajulikana ...

Miundo ya Mwili, Index

Encyclopedia ya kisaikolojia

Kipimo cha mwili kilichopendekezwa na Eysenck kulingana na uwiano wa urefu na mduara wa kifua.

Wale ambao alama zao zilikuwa katika safu ya "kawaida" ziliitwa mesomorphs, zile zilizo ndani ya mkengeuko wa kawaida au juu ya wastani ziliitwa leptomorphs, na zile zilizo ndani ya mchepuko wa kawaida au...

KWA MUHADHARA №24

"NJIA ZA VYOMBO VYA UCHAMBUZI"

REFRACTOMETRI.

Fasihi:

1. V.D. Ponomarev "Kemia ya Uchambuzi" 1983 246-251

2. A.A. Ishchenko "Kemia ya Uchambuzi" 2004 pp 181-184

REFRACTOMETRI.

Refractometry ni mojawapo ya mbinu rahisi zaidi za kimwili za uchambuzi, zinazohitaji kiwango cha chini cha uchambuzi na hufanyika kwa muda mfupi sana.

Refractometry- njia kulingana na uzushi wa kukataa au kukataa i.e.

mabadiliko katika mwelekeo wa uenezi wa mwanga wakati wa kupita kutoka kati hadi nyingine.

Refraction, pamoja na ngozi ya mwanga, ni matokeo ya mwingiliano wake na kati.

Neno refractometry linamaanisha mwelekeo refraction ya mwanga, ambayo inakadiriwa na thamani ya refractive index.

Thamani ya faharasa ya kutofautisha n inategemea

1) juu ya muundo wa dutu na mifumo,

2) kutoka kwa umakini gani na ni molekuli gani mwanga wa mwanga hukutana kwenye njia yake, kwa sababu

Chini ya hatua ya mwanga, molekuli ya vitu mbalimbali ni polarized kwa njia tofauti. Ni juu ya utegemezi huu kwamba njia ya refractometric inategemea.

Njia hii ina faida kadhaa, kama matokeo ambayo imepata matumizi mengi katika utafiti wa kemikali na katika udhibiti wa michakato ya kiteknolojia.

1) Upimaji wa fahirisi za refractive ni mchakato rahisi sana unaofanywa kwa usahihi na kwa uwekezaji mdogo wa muda na kiasi cha dutu.

2) Kwa kawaida, refractometers hutoa hadi 10% usahihi katika kuamua index refractive ya mwanga na maudhui ya analyte.

Njia ya refractometry hutumiwa kudhibiti uhalisi na usafi, kutambua vitu vya mtu binafsi, kuamua muundo wa misombo ya kikaboni na isokaboni katika utafiti wa ufumbuzi.

Refractometry hutumiwa kuamua utungaji wa ufumbuzi wa vipengele viwili na kwa mifumo ya ternary.

Msingi wa kimwili wa mbinu

KIASHIRIA CHENYE KIREJESHI.

Kupotoka kwa mwanga wa mwanga kutoka kwa mwelekeo wake wa awali wakati unapita kutoka katikati hadi nyingine ni kubwa zaidi, tofauti kubwa zaidi katika kasi ya uenezi wa mwanga katika mbili.

mazingira haya.

Zingatia jinsi mwangaza ulivyorudishwa kwenye mpaka wa midia yoyote ya uwazi I na II (Ona Mtini.

Mchele.). Wacha tukubaliane kwamba kati II ina nguvu kubwa ya kuakisi na, kwa hivyo, n1 Na n2- inaonyesha refraction ya vyombo vya habari sambamba. Ikiwa kati mimi si utupu wala hewa, basi uwiano wa dhambi ya angle ya matukio ya mwanga wa mwanga hadi dhambi ya angle ya refraction itatoa thamani ya index ya jamaa ya refractive n rel. Thamani ya n rel.

Je! ni faharisi ya refractive ya glasi? Na ni wakati gani ni muhimu kujua?

pia inaweza kufafanuliwa kama uwiano wa fahirisi za refractive za vyombo vya habari vinavyozingatiwa.

nrel. = —— = -

Thamani ya faharisi ya refractive inategemea

1) asili ya vitu

Hali ya dutu katika kesi hii imedhamiriwa na kiwango cha ulemavu wa molekuli zake chini ya hatua ya mwanga - kiwango cha polarizability.

Uwezekano mkubwa zaidi, ndivyo nguvu ya kinzani ya mwanga.

2)tukio la urefu wa mwanga wa wimbi

Kipimo cha index ya refractive hufanyika kwa urefu wa mwanga wa 589.3 nm (mstari D wa wigo wa sodiamu).

Utegemezi wa fahirisi ya refractive kwenye urefu wa wimbi la mwanga huitwa mtawanyiko.

Kadiri urefu wa mawimbi unavyopungua, ndivyo kinzani zaidi. Kwa hiyo, mionzi ya wavelengths tofauti hupunguzwa tofauti.

3)joto ambapo kipimo kinachukuliwa. Sharti la kuamua index ya refractive ni kufuata utawala wa joto. Kwa kawaida, uamuzi unafanywa kwa 20 ± 0.30C.

Wakati joto linapoongezeka, index ya refractive inapungua, na joto linapungua, huongezeka..

Marekebisho ya joto huhesabiwa kwa kutumia formula ifuatayo:

nt=n20+ (20-t) 0.0002, wapi

nt- mpaka index ya refractive kwa joto fulani,

n20 - index refractive saa 200C

Ushawishi wa hali ya joto juu ya maadili ya fahirisi za refractive za gesi na vinywaji zinahusiana na maadili ya coefficients yao ya upanuzi wa volumetric.

Kiasi cha gesi zote na vinywaji huongezeka wakati wa joto, wiani hupungua na, kwa hiyo, kiashiria hupungua.

Kiashiria cha refractive kilichopimwa kwa 200C na urefu wa mwanga wa 589.3 nm unaonyeshwa na index. nD20

Utegemezi wa faharisi ya refractive ya mfumo wa sehemu mbili wa homogeneous kwenye hali yake imeanzishwa kwa majaribio kwa kuamua faharisi ya refractive kwa idadi ya mifumo ya kawaida (kwa mfano, suluhisho), yaliyomo kwenye vifaa ambavyo vinajulikana.

4) mkusanyiko wa dutu katika suluhisho.

Kwa miyeyusho mingi ya maji ya dutu, fahirisi za kuakisi katika viwango na halijoto mbalimbali zimepimwa kwa uhakika, na katika hali hizi data ya marejeleo inaweza kutumika. meza za refractometric.

Mazoezi inaonyesha kwamba wakati maudhui ya dutu iliyoyeyushwa hayazidi 10-20%, pamoja na njia ya picha, katika hali nyingi sana inawezekana kutumia. equation ya mstari kama:

n=hapana+FC,

n- index ya refractive ya suluhisho,

Hapana ni fahirisi ya kuakisi ya kutengenezea safi,

C- mkusanyiko wa dutu iliyoyeyushwa,%

F- mgawo wa majaribio, ambayo thamani yake hupatikana

kwa kuamua fahirisi za refractive za suluhu za ukolezi unaojulikana.

REFRACTOMTERS.

Refractometers ni vifaa vinavyotumiwa kupima index ya refractive.

Kuna aina 2 za vyombo hivi: refractometer ya aina ya Abbe na aina ya Pulfrich. Katika hizo na kwa wengine, vipimo vinatokana na kuamua ukubwa wa pembe ya kikomo ya kinzani. Katika mazoezi, refractometers ya mifumo mbalimbali hutumiwa: maabara-RL, RLU zima, nk.

Fahirisi ya refractive ya maji yaliyosafishwa n0 = 1.33299, kwa mazoezi, kiashiria hiki kinachukuliwa kama kumbukumbu kama n0. =1,333.

Kanuni ya operesheni kwenye refractometers inategemea uamuzi wa index ya refractive kwa njia ya pembe ya kupunguza (pembe ya kutafakari jumla ya mwanga).

Refractometer ya mkono

Abbe Refractometer

Wakati wa kutatua matatizo katika optics, mara nyingi ni muhimu kujua index refractive ya kioo, maji, au dutu nyingine. Kwa kuongezea, katika hali tofauti, maadili kamili na ya jamaa ya idadi hii yanaweza kuhusika.

Aina mbili za faharasa refractive

Kwanza, kuhusu kile nambari hii inaonyesha: jinsi hii au kati ya uwazi inabadilisha mwelekeo wa uenezi wa mwanga. Zaidi ya hayo, wimbi la sumakuumeme linaweza kutoka kwa utupu, na kisha index ya refractive ya kioo au dutu nyingine itaitwa kabisa. Katika hali nyingi, thamani yake iko katika safu kutoka 1 hadi 2. Ni katika hali nadra tu ambapo faharisi ya refractive ni kubwa kuliko mbili.

Ikiwa mbele ya kitu kuna denser ya kati kuliko utupu, basi mtu anazungumzia thamani ya jamaa. Na inahesabiwa kama uwiano wa maadili mawili kamili. Kwa mfano, faharisi ya refractive ya glasi ya maji itakuwa sawa na mgawo wa maadili kamili ya glasi na maji.

Kwa hali yoyote, inaonyeshwa na barua ya Kilatini "en" - n. Thamani hii hupatikana kwa kugawa maadili ya jina moja kwa kila mmoja, kwa hivyo ni mgawo tu ambao hauna jina.

Je! ni fomula gani ya kuhesabu fahirisi ya refractive?

Ikiwa tutachukua pembe ya matukio kama "alpha", na kutaja pembe ya kinzani kama "beta", basi fomula ya thamani kamili ya faharasa ya refriactive inaonekana kama hii: n = sin α / sin β. Katika fasihi ya lugha ya Kiingereza, mara nyingi unaweza kupata jina tofauti. Wakati angle ya matukio ni i, na angle ya refraction ni r.

Kuna fomula nyingine ya jinsi ya kukokotoa fahirisi ya kuakisi ya mwanga katika kioo na vyombo vingine vya habari vya uwazi. Imeunganishwa na kasi ya mwanga katika utupu na nayo, lakini tayari katika dutu inayozingatiwa.

Kisha inaonekana kama hii: n = c/νλ. Hapa c ni kasi ya mwanga katika utupu, ν ni kasi yake katika hali ya uwazi, na λ ni urefu wa wimbi.

Fahirisi ya kinzani inategemea nini?

Imedhamiriwa na kasi ambayo mwanga hueneza katikati inayozingatiwa. Hewa katika suala hili ni karibu sana na utupu, kwa hivyo mawimbi ya mwanga huenea ndani yake kwa kivitendo haitoi mwelekeo wao wa asili. Kwa hivyo, ikiwa faharisi ya refractive ya glasi-hewa au dutu nyingine inayoungana imedhamiriwa, basi mwisho huo unachukuliwa kama utupu.

Njia nyingine yoyote ina sifa zake. Wana wiani tofauti, wana joto lao wenyewe, pamoja na matatizo ya elastic. Yote hii huathiri matokeo ya kinzani ya mwanga na dutu.

Sio jukumu la mwisho katika kubadilisha mwelekeo wa uenezi wa wimbi unachezwa na sifa za mwanga. Nuru nyeupe imeundwa na rangi nyingi, kutoka nyekundu hadi zambarau. Kila sehemu ya wigo ni refracted kwa njia yake mwenyewe. Aidha, thamani ya kiashiria kwa wimbi la sehemu nyekundu ya wigo daima itakuwa chini ya ile ya wengine. Kwa mfano, index ya refractive ya kioo TF-1 inatofautiana kutoka 1.6421 hadi 1.67298, kwa mtiririko huo, kutoka nyekundu hadi sehemu ya violet ya wigo.

Mfano wa maadili ya vitu tofauti

Hapa kuna maadili ya maadili kamili, yaani, faharisi ya refractive wakati boriti inapita kutoka kwa utupu (ambayo ni sawa na hewa) kupitia dutu nyingine.

Takwimu hizi zitahitajika ikiwa ni muhimu kuamua index ya refractive ya kioo kuhusiana na vyombo vya habari vingine.

Ni kiasi gani kingine kinachotumiwa katika kutatua matatizo?

Tafakari kamili. Inazingatiwa wakati mwanga unapita kutoka katikati ya mnene hadi chini ya mnene. Hapa, kwa thamani fulani ya angle ya matukio, refraction hutokea kwa pembe ya kulia. Hiyo ni, boriti huteleza kando ya mpaka wa media mbili.

Pembe yenye kikomo ya kuakisi jumla ni thamani yake ya chini kabisa ambapo mwanga hauendi kwenye wastani mzito kidogo. Chini ya hayo - refraction hutokea, na zaidi - kutafakari ndani ya kati sawa ambayo mwanga ulihamia.

Jukumu #1

Hali. Fahirisi ya refractive ya glasi ni 1.52. Ni muhimu kuamua angle ya kikomo ambayo mwanga unaonyeshwa kabisa kutoka kwa interface kati ya nyuso: kioo na hewa, maji na hewa, kioo na maji.

Utahitaji kutumia data ya faharisi ya refractive kwa maji iliyotolewa kwenye jedwali. Inachukuliwa sawa na umoja kwa hewa.

Suluhisho katika visa vyote vitatu hupunguzwa kwa mahesabu kwa kutumia formula:

dhambi α 0 / dhambi β = n 1 / n 2, ambapo n 2 inahusu kati ambayo mwanga huenea, na n 1 ambapo hupenya.

Herufi α 0 inaashiria pembe ya kikomo. Thamani ya pembe β ni digrii 90. Hiyo ni, sine yake itakuwa umoja.

Kwa kesi ya kwanza: dhambi α 0 = 1 / n kioo, basi angle ya kupunguza ni sawa na arcsine ya kioo 1 / n. 1/1.52 = 0.6579. Pembe ni 41.14º.

Katika kesi ya pili, wakati wa kuamua arcsine, unahitaji kubadilisha thamani ya index ya refractive ya maji. Sehemu ya 1 / n ya maji itachukua thamani 1 / 1.33 \u003d 0. 7519. Hii ni arcsine ya angle 48.75º.

Kesi ya tatu inaelezewa na uwiano wa n maji na n kioo. Arcsine itahitaji kuhesabiwa kwa sehemu: 1.33 / 1.52, yaani, nambari 0.875. Tunapata thamani ya pembe ya kuzuia kwa arcsine yake: 61.05º.

Jibu: 41.14º, 48.75º, 61.05º.

Jukumu #2

Hali. Prism ya glasi hutiwa ndani ya chombo kilichojaa maji. Fahirisi yake ya refractive ni 1.5. Prism inategemea pembetatu ya kulia. Mguu mkubwa iko perpendicular chini, na ya pili ni sambamba na hilo. Mwale wa mwanga ni tukio la kawaida kwenye uso wa juu wa prism. Ni nini kinachopaswa kuwa pembe ndogo zaidi kati ya mguu wa usawa na hypotenuse ili mwanga kufikia mguu perpendicular chini ya chombo na kuondoka kwenye prism?

Ili boriti iondoke kwenye prism kwa namna iliyoelezwa, inapaswa kuanguka kwa pembe ya kikomo kwenye uso wa ndani (ile ambayo ni hypotenuse ya pembetatu katika sehemu ya prism). Kwa ujenzi, pembe hii ya kikomo inageuka kuwa sawa na pembe inayohitajika ya pembetatu ya kulia. Kutoka kwa sheria ya refraction ya mwanga, zinageuka kuwa sine ya angle ya kupunguza, iliyogawanywa na sine ya digrii 90, ni sawa na uwiano wa fahirisi mbili za refractive: maji kwa kioo.

Hesabu husababisha thamani kama hiyo kwa pembe ya kuzuia: 62º30′.