І. Теоретичні відомості. При переході світла із середовища з більшим показником заломлення n1 (оптично більш густого) в середовище з меншим показником n2 (оптично менш густе)
При переході світла із середовища з більшим показником заломлення n1 (оптично більш густого) в середовище з меншим показником n2 (оптично менш густе) одержуємо:
sin r/ sin i = n1/n2 >1, (1)
Заломлений промінь віддаляється від перпендикуляра. Із збільшенням кута падіння (і) зростає кут заломлення (r> і )/ Коли кут падіння досягне деякого граничного значення ігран, що визначається з умови:
sin i гран. = n2/n1 = n21, (2)
sin r = 1, оскільки r= π/2
і заломлений кут направлений вздовж грані розділу (рис.1).
Рис.1.
За умови ще більшого кута падіння і>i гран.
sin i > n2/n1 (3)
sin r = n1/n2 sin i > 1.
Отже, при і>iгран заломлення припиняється і залишається лише відбитий промінь. Це явище називається певним внутрішнім відбиванням – вся енергія світла, що падає на межу розділу, при цьому повністю відбивається в перше ж середовище.
Явище повного внутрішнього відбивання використовується для вимірювання показника заломлення рефрактометричним методом. У рефрактометрі крапля досліджуваної речовини вводиться між двома призмами АВС і DEF, виготовленими із скла з високим показником заломлення ( n0~1,72, рис.2). Розсіяне світло спрямовується зверху на грань АВ і попадає на межу ВС з рідиною ( показник заломлення n2>n1 ) з різними кутами падіння. Ті з променів, які падають на поверхню ВС під кутом, меншим граничного, практично не відіб’ються, а пройдуть в рідину і далі в призму DEF. Ті промені, які впадуть на шар рідини під кутом, більшим граничного, будуть мати в призмі DEF повне внутрішнє відбивання і вийдуть через грань DE. В полі зору труби Т, що знаходиться на шляху променів, будуть спостерігатися дві області: верхня – темна і нижня – освітлена. Кут виходу крайнього променя з призми залежить від показників заломлення рідини n2, скла призми n1 і заломлюючого кута призми . Згідно (3):
n2 = n1sin iгран. (4)
Показник заломлення призми n1 відомий, шкалу рефрактометра градуюють безпосередньо в значеннях величини n2 (рідини). Показник заломлення рідини залежить від її складу. Тому, вимірюючи з допомогою рефрактометра величину n2, можна визначити концентрацію розчину.
В даній роботі необхідно встановити залежність між поділками шкали рефрактометра n і концентрацією розчину С, тобто проградуювати рефрактометр.
Дата добавления: 2014-12-18; просмотров: 961;