Refraktometrijos taikymo sritys.

Refraktometro IRF-22 konstrukcija ir veikimo principas.

Lūžio rodiklio samprata.

Planuoti

Refraktometrija. Metodo ypatybės ir esmė.

Medžiagoms identifikuoti ir jų grynumui patikrinti jie naudoja

refrakcijos gamintojas.

Medžiagos lūžio rodiklis- reikšmė, lygi šviesos fazių greičių (elektromagnetinių bangų) santykiui vakuume ir matomoje terpėje.

Lūžio rodiklis priklauso nuo medžiagos savybių ir bangos ilgio

elektromagnetinė radiacija. Kritimo kampo sinuso santykis su

normalė, nubrėžta į spindulio lūžio plokštumą (α) su lūžio kampo sinusu

lūžis (β), kai spindulys pereina iš terpės A į terpę B, vadinamas santykiniu šios terpių poros lūžio rodikliu.

Reikšmė n yra santykinė lūžio rodiklis aplinka B

santykis su aplinka A ir

A santykinis lūžio rodiklis terpės A atžvilgiu

Spindulio, patenkančio į terpę iš beorio, lūžio rodiklis

erdvė, ji vadinama absoliutus rodiklis refrakcija arba

tiesiog tam tikros terpės lūžio rodiklis (1 lentelė).

1 lentelė. Lūžio rodikliai skirtingos aplinkos

Skysčių lūžio rodiklis yra nuo 1,2 iki 1,9. Tvirtas

medžiagos 1,3-4,0. Kai kurie mineralai neturi tikslios vertės

refrakcijai. Jo vertė yra kažkokioje „šakėje“ ir lemia

dėl kristalų struktūroje esančių priemaišų, kurios lemia spalvą

krištolas.

Sunku atpažinti mineralą pagal „spalvą“. Taigi mineralinis korundas egzistuoja rubino, safyro, leukozafyro pavidalu, skiriasi

lūžio rodiklis ir spalva. Raudonieji korundai vadinami rubinais

(chromo priemaiša), bespalvė mėlyna, šviesiai mėlyna, rožinė, geltona, žalia,

violetinė – safyrai (kobalto, titano ir kt. priemaišos). Šviesios spalvos

balti safyrai arba bespalvis korundas vadinamas leukozafyru (plačiai

naudojamas optikoje kaip filtras). Šių kristalų lūžio rodiklis

plienas yra 1,757–1,778 diapazone ir yra identifikavimo pagrindas

3.1 pav. – Rubinas 3.2 pav. – Mėlynas safyras

Organiniai ir neorganiniai skysčiai taip pat turi būdingas lūžio rodiklio vertes, kurios apibūdina juos kaip cheminius

Rusiški junginiai ir jų sintezės kokybė (2 lentelė):

2 lentelė. Kai kurių skysčių lūžio rodikliai 20 °C temperatūroje

4.2. Refraktometrija: koncepcija, principas.

Medžiagų tyrimo metodas, pagrįstas rodiklio nustatymu

Lūžio (lūžio) indeksas vadinamas refraktometrija (nuo

lat. refractus – refraktas ir graikiškas. metreo – matuoju). Refraktometrija

(refraktometrinis metodas) naudojamas cheminei medžiagai nustatyti

junginiai, kiekybinė ir struktūrinė analizė, fizikinių

cheminiai medžiagų parametrai. Įgyvendintas refraktometrijos principas

Abbe refraktometruose, parodyta 1 paveiksle.

1 paveikslas – refraktometrijos principas

Abbe prizmių blokas susideda iš dviejų stačiakampių prizmių: apšvietimo

telialus ir išmatuojamas, sulankstytas hipotenuziniais veidais. Šviestuvas-

Ši prizmė turi grubią (matinę) hipotenuzę ir yra skirta

chen tarp prizmių padėto skysčio mėginio apšvietimui.

Išsklaidyta šviesa praeina pro plokštumai lygiagretų tiriamojo skysčio sluoksnį ir, lūžusi skystyje, patenka į matavimo prizmę. Matavimo prizmė pagaminta iš optiškai tankaus stiklo (sunkiojo titnago), jos lūžio rodiklis didesnis nei 1,7. Dėl šios priežasties Abbe refraktometras matuoja n reikšmes, mažesnes nei 1,7. Padidinti lūžio rodiklio matavimo diapazoną galima tik pakeitus matavimo prizmę.

Tiriamasis mėginys pilamas ant matavimo prizmės hipotenuzinės pusės ir prispaudžiamas šviečiančia prizme. Šiuo atveju tarp prizmių, kuriose yra mėginys, ir per ją lieka 0,1–0,2 mm tarpas.

kuri praeina pro lūžusią šviesą. Išmatuoti lūžio rodiklį

naudoti visiško vidinio atspindžio fenomeną. Jis slypi

Kitas.

Jei spinduliai 1, 2, 3 patenka į sąsają tarp dviejų laikmenų, tai priklauso nuo to

priklausomai nuo kritimo kampo juos stebint laužiamojoje terpėje bus

Yra perėjimas tarp skirtingo apšvietimo sričių. Tai prijungta

kai kuri nors šviesos dalis nukrenta ant lūžio ribos artimu kampu

kim iki 90°, palyginti su normalia (spindulys 3). (2 pav.).

2 pav. – Lūžusių spindulių vaizdas

Ši spindulių dalis neatsispindi, todėl sudaro lengvesnę aplinką.

galia refrakcijos metu. Mažesnio kampo spinduliai taip pat atsispindi

ir refrakcija. Todėl susidaro mažiau apšviesta sritis. Apimtyje

Ant lęšio matoma viso vidinio atspindžio ribinė linija, padėtis

kuris priklauso nuo mėginio lūžio savybių.

Dispersijos reiškinio pašalinimas (sąsaja tarp dviejų apšvietimo sričių nuspalvinama vaivorykštės spalvomis dėl sudėtingos baltos šviesos naudojimo Abbe refraktometruose) pasiekiamas naudojant dvi Amici prizmes kompensatoriuje, kurios sumontuotos teleskope. . Tuo pačiu metu į objektyvą projektuojama skalė (3 pav.). Analizei pakanka 0,05 ml skysčio.

3 pav. Vaizdas per refraktometro okuliarą. (Dešinioji skalė atspindi

išmatuoto komponento koncentracija ppm)

Be vienkomponentinių mėginių analizės,

dviejų komponentų sistemos (vandeniniai tirpalai, medžiagų tirpalai, kuriuose

arba tirpiklis). Idealiose dviejų komponentų sistemose (formuojant

nekeičiant komponentų tūrio ir poliarizavimo), priklausomybė rodo

Lūžio priklausomybė nuo kompozicijos yra artima tiesinei, jei kompozicija išreiškiama

tūrio dalys (procentais)

čia: n, n1, n2 - mišinio ir komponentų lūžio rodikliai,

V1 ir V2 yra komponentų tūrio dalys (V1 + V2 = 1).

Temperatūros įtaka lūžio rodikliui nustatoma dviem

veiksniai: skysčio dalelių skaičiaus pokytis tūrio vienete ir

molekulių poliarizuojamumo priklausomybė nuo temperatūros. Antrasis veiksnys tapo

reikšmingas tampa tik esant labai dideliems temperatūros pokyčiams.

Temperatūros koeficientas Lūžio rodiklis yra proporcingas temperatūros tankio koeficientui. Kadangi kaitinant visi skysčiai plečiasi, jų lūžio rodikliai mažėja kylant temperatūrai. Temperatūros koeficientas priklauso nuo skysčio temperatūros, tačiau nedideliais temperatūros intervalais jis gali būti laikomas pastoviu. Dėl šios priežasties dauguma refraktometrų neturi temperatūros kontrolės, tačiau kai kuriose konstrukcijose tai yra

vandens termostatas.

Esant nedideliems temperatūrų skirtumams (10 – 20°C) yra priimtina linijinė lūžio rodiklio ekstrapoliacija su temperatūros pokyčiais.

Tikslus lūžio rodiklio nustatymas plačiuose temperatūrų diapazonuose atliekamas naudojant empirines formules:

nt=n0+at+bt2+…

Tirpalų refraktometrijai in platūs diapazonai koncentracijos

naudokite lenteles arba empirines formules. Vaizdo priklausomybė –

kai kurių medžiagų vandeninių tirpalų lūžio rodiklis priklausomai nuo koncentracijos

yra artimas tiesinei ir leidžia nustatyti šių medžiagų koncentracijas

vandens plačiuose koncentracijų diapazonuose (4 pav.), naudojant refrakciją

tometers.

4 pav. Kai kurių vandeninių tirpalų lūžio rodiklis

Paprastai n skystas ir kietosios medžiagos refraktometrai nustato tiksliai

iki 0,0001. Labiausiai paplitę yra Abbe refraktometrai (5 pav.) su prizmių blokais ir dispersijos kompensatoriais, kurie leidžia nD nustatyti „baltoje“ šviesoje naudojant skalę arba skaitmeninį indikatorių.

5 pav. Abbe refraktometras (IRF-454; IRF-22)

Procesai, susiję su šviesa, yra svarbi fizikos dalis ir supa mus visur kasdieniame gyvenime. Svarbiausi šioje situacijoje yra šviesos atspindžio ir lūžio dėsniai, kuriais remiasi šiuolaikinė optika. Šviesos lūžimas yra svarbi šiuolaikinio mokslo dalis.

Iškraipymo efektas

Šis straipsnis jums pasakys, kas yra šviesos lūžio reiškinys, taip pat kaip atrodo lūžio dėsnis ir kas iš jo išplaukia.

Fizinio reiškinio pagrindai

Kai spindulys nukrenta ant paviršiaus, kurį skiria dvi skaidrios medžiagos, kurių optinis tankis skiriasi (pavyzdžiui, skirtingi stiklai arba vandenyje), dalis spindulių atsispindės, o dalis prasiskverbs į antrąją struktūrą (pvz., jie dauginsis vandenyje arba stikle). Pereidamas iš vienos terpės į kitą, spindulys paprastai keičia savo kryptį. Tai yra šviesos lūžio reiškinys.
Šviesos atspindys ir lūžimas ypač matomas vandenyje.

Iškraipymo efektas vandenyje

Žiūrint į daiktus vandenyje, jie atrodo iškreipti. Tai ypač pastebima ties oro ir vandens riba. Vizualiai atrodo, kad povandeniniai objektai yra šiek tiek nukreipti. Aprašytas fizinis reiškinys kaip tik ir yra priežastis, kodėl visi objektai vandenyje atrodo iškreipti. Kai spinduliai atsitrenkia į stiklą, šis efektas yra mažiau pastebimas.
Šviesos lūžimas yra fizinis reiškinys, kuriam būdingas judėjimo krypties pasikeitimas saulės spindulys perėjimo iš vienos aplinkos (struktūros) į kitą momentu.
Norėdami pagerinti supratimą šis procesas, apsvarstykite pavyzdį, kai spindulys atsitrenkia į vandenį iš oro (panašiai ir stiklui). Nubrėžus statmeną liniją išilgai sąsajos, galima išmatuoti šviesos pluošto lūžio ir grįžimo kampą. Šis rodiklis (lūžio kampas) pasikeis, kai srautas prasiskverbia į vandenį (stiklo viduje).
Pastaba! Šis parametras suprantamas kaip kampas, kurį sudaro statmenas, nubrėžtas dviejų medžiagų atskyrimui, kai sija prasiskverbia iš pirmosios konstrukcijos į antrąją.

Sijos praėjimas

Tas pats rodiklis būdingas ir kitoms aplinkoms. Nustatyta, kad šis rodiklis priklauso nuo medžiagos tankio. Jei spindulys nukrenta iš mažiau tankios į tankesnę, tada sukuriamas iškraipymo kampas bus didesnis. O jei yra atvirkščiai, tai mažiau.
Tuo pačiu metu nuosmukio nuolydžio pasikeitimas turės įtakos ir šiam rodikliui. Tačiau santykiai tarp jų nelieka pastovūs. Tuo pačiu metu jų sinusų santykis išliks pastovi vertė, kurią atspindi ši formulė: sinα / sinγ = n, kur:

• n yra pastovi vertė, kuri aprašoma kiekvienai konkrečiai medžiagai (orui, stiklui, vandeniui ir kt.). Todėl, kokia bus ši vertė, galima nustatyti naudojant specialias lenteles;
• α – kritimo kampas;
• γ – lūžio kampas.

Norėdami tai nustatyti fizinis reiškinys ir buvo sukurtas lūžio dėsnis.

Fizinis įstatymas

Šviesos srautų lūžio dėsnis leidžia nustatyti skaidrių medžiagų savybes. Pats įstatymas susideda iš dviejų nuostatų:

• Pirma dalis. Spindulys (kritimas, modifikuotas) ir statmenas, atkurtas kritimo taške ant ribos, pavyzdžiui, oro ir vandens (stiklo ir kt.), bus toje pačioje plokštumoje;
• Antroji dalis. Kritimo kampo sinuso santykis su to paties kampo sinusu, susidariusiu kertant ribą, bus pastovi reikšmė.

Įstatymo aprašymas

Be to, tuo metu, kai spindulys išeina iš antrosios konstrukcijos į pirmąją (pavyzdžiui, kai praeina šviesos srautas iš oro, per stiklą ir atgal į orą), taip pat atsiras iškraipymo efektas.

Svarbus parametras skirtingiems objektams

Pagrindinis rodiklis šioje situacijoje yra kritimo kampo sinuso santykis su panašiu parametru, bet iškraipymui. Kaip matyti iš aukščiau aprašyto įstatymo, šis rodiklis yra pastovi vertė.
Be to, pasikeitus nuosmukio nuolydžio vertei, tokia pati situacija bus būdinga panašiam rodikliui. Šis parametras turi didelę reikšmę, nes tai yra neatskiriama skaidrių medžiagų savybė.

Indikatoriai skirtingiems objektams

Dėl šio parametro galite gana efektyviai atskirti stiklo tipus, taip pat įvairius brangakmeniai. Tai taip pat svarbu nustatant šviesos greitį įvairiose aplinkose.

Pastaba! Didžiausias greitisšviesos srautas – vakuume.

Pereinant nuo vienos medžiagos prie kitos, jos greitis sumažės. Pavyzdžiui, deimante, kurio lūžio rodiklis didžiausias, fotonų sklidimo greitis bus 2,42 karto didesnis nei oro. Vandenyje jie plis 1,33 karto lėčiau. Dėl skirtingi tipai stiklo šis parametras svyruoja nuo 1,4 iki 2,2.

Pastaba! Kai kurių akinių lūžio rodiklis yra 2,2, o tai labai artima deimantui (2,4). Todėl ne visada galima atskirti stiklo gabalėlį nuo tikro deimanto.

Optinis medžiagų tankis

Šviesa gali prasiskverbti per įvairias medžiagas, kurios pasižymi skirtingu optiniu tankiu. Kaip minėjome anksčiau, naudodami šį dėsnį galite nustatyti terpės (struktūros) būdingą tankį. Kuo jis tankesnis, tuo lėčiau juo sklis šviesa. Pavyzdžiui, stiklas ar vanduo bus optiškai tankesnis nei oras.
Be to, kad šis parametras yra pastovi vertė, jis taip pat atspindi dviejų medžiagų šviesos greičio santykį. Fizinė reikšmė gali būti parodyta kaip ši formulė:

Šis indikatorius parodo, kaip keičiasi fotonų sklidimo greitis judant iš vienos medžiagos į kitą.

Kitas svarbus rodiklis

Kai šviesos srautas juda per skaidrius objektus, galima jo poliarizacija. Jis stebimas šviesos srautui praeinant iš dielektrinės izotropinės terpės. Poliarizacija atsiranda, kai fotonai praeina per stiklą.

Poliarizacijos efektas

Dalinė poliarizacija stebima, kai šviesos srauto kritimo kampas ties dviejų dielektrikų riba skiriasi nuo nulio. Poliarizacijos laipsnis priklauso nuo to, kokie buvo kritimo kampai (Brewsterio dėsnis).

Pilnas vidinis atspindys

Baigdami mūsų nedidelė ekskursija, vis tiek būtina tokį poveikį laikyti visišku vidiniu atspindžiu.

Viso ekrano reiškinys

Kad šis efektas atsirastų, būtina padidinti šviesos srauto kritimo kampą, kai jis pereina iš tankesnės į mažiau tankią terpės sąsajoje tarp medžiagų. Esant situacijai, kai šis parametras viršija tam tikrą ribinę vertę, fotonai, patenkantys ant šios atkarpos ribos, bus visiškai atspindėti. Tiesą sakant, tai bus mūsų trokštamas reiškinys. Be jo buvo neįmanoma pagaminti šviesolaidžio.

Išvada

Praktinis šviesos srauto elgesio pritaikymas davė daug, sukurdamas įvairovę techniniai prietaisai pagerinti mūsų gyvenimą. Tuo pačiu metu šviesa žmonijai dar neatskleidė visų savo galimybių, o praktinis jos potencialas dar nėra iki galo išnaudotas.

Kaip daryti popierinė lempa savo rankomis
Kaip patikrinti funkcionalumą LED juostelė

Šviesos lūžio dėsnis. Absoliutieji ir santykiniai lūžio rodikliai (koeficientai). Visiškas vidinis atspindys

Šviesos lūžio dėsnis buvo eksperimentiškai įkurta XVII a. Kai šviesa pereina iš vienos skaidrios terpės į kitą, šviesos kryptis gali keistis. Šviesos krypties pokytis skirtingų terpių ribose vadinamas šviesos lūžimu. Dėl refrakcijos akivaizdžiai pasikeičia objekto forma. (pavyzdys: šaukštas stiklinėje vandens). Šviesos lūžio dėsnis: ties dviejų terpių riba lūžęs spindulys yra kritimo plokštumoje ir, o kritimo taške atkurta sąsajos normalioji, sudaro tokį lūžio kampą, kad: =n 1 kritimas, 2 atspindys, n lūžio rodiklis (f. Snelius) - santykinis rodiklis Spindulio, patenkančio į terpę iš beorės erdvės, lūžio rodiklis vadinamas jo absoliutus lūžio rodiklis. Kritimo kampas, kuriuo lūžęs spindulys pradeda slysti išilgai dviejų terpių sąsajos, neperkeldamas į optiškai tankesnę terpę – ribinis viso vidinio atspindžio kampas. Visiškas vidinis atspindys- vidinis atspindys, jei kritimo kampas viršija tam tikrą kritinį kampą. Šiuo atveju krintanti banga visiškai atsispindi, o atspindžio koeficiento vertė viršija jos maksimumą didelės vertės poliruotiems paviršiams. Viso vidinio atspindžio atspindys nepriklauso nuo bangos ilgio. Optikoje šis reiškinys stebimas esant įvairiai elektromagnetinei spinduliuotei, įskaitant rentgeno spindulių diapazoną. Geometrinėje optikoje reiškinys paaiškinamas Snello dėsnio rėmuose. Atsižvelgdami į tai, kad lūžio kampas negali viršyti 90°, nustatome, kad kritimo kampu, kurio sinusas yra didesnis už mažesnio lūžio rodiklio santykį su didesniu rodikliu, elektromagnetinė banga turi visiškai atsispindėti pirmoje terpėje. Pavyzdys: ryškus daugelio natūralių kristalų blizgesys, o ypač iškirpti brangūs ir pusbrangiai akmenys paaiškinama visišku vidiniu atspindžiu, dėl kurio susiformuoja kiekvienas į kristalą patekęs spindulys didelis skaičius Sklinda gana ryškūs spinduliai, nuspalvinti dėl sklaidos.

Pereikime prie išsamesnio lūžio rodiklio, kurį mes pristatėme §81 formuluodami lūžio dėsnį, svarstymą.

Lūžio rodiklis priklauso ir nuo terpės, iš kurios krenta spindulys, ir nuo terpės, į kurią jis prasiskverbia, optinių savybių. Lūžio rodiklis, gaunamas, kai šviesa iš vakuumo patenka į bet kurią terpę, vadinamas absoliučiu tos terpės lūžio rodikliu.

Ryžiai. 184. Dviejų terpių santykinis lūžio rodiklis:

Tegul pirmosios terpės absoliutus lūžio rodiklis yra, o antrosios terpės - . Atsižvelgdami į lūžį ties pirmosios ir antrosios terpės riba, įsitikiname, kad lūžio rodiklis pereinant iš pirmosios terpės į antrąją, vadinamasis santykinis lūžio rodiklis, yra lygus absoliučių lūžio rodiklių santykiui. antroji ir pirmoji laikmena:

(184 pav.). Priešingai, pereinant iš antrosios terpės į pirmąją, turime santykinį lūžio rodiklį

Užmegztas ryšys tarp santykinis rodiklis Dviejų terpių lūžis ir jų absoliutūs lūžio rodikliai gali būti išvesti teoriškai, be naujų eksperimentų, lygiai taip pat, kaip tai galima padaryti pagal grįžtamumo dėsnį (§82),

Didesnio lūžio rodiklio terpė vadinama optiškai tankesne. Paprastai matuojamas įvairių terpių lūžio rodiklis oro atžvilgiu. Absoliutus oro lūžio rodiklis yra. Taigi, bet kurios terpės absoliutus lūžio rodiklis yra susietas su jos lūžio rodikliu oro atžvilgiu pagal formulę

6 lentelė. Lūžio rodiklis įvairių medžiagų oro atžvilgiu

Skysčiai		Kietosios medžiagos
Medžiaga		Medžiaga
Etanolis
Anglies disulfidas
Glicerolis		Stiklas (šviesus karūna)
Skystas vandenilis		Stiklas (sunkus titnagas)
Skystas helis

Lūžio rodiklis priklauso nuo šviesos bangos ilgio, ty nuo jos spalvos. Skirtingos spalvos atitinka skirtingus lūžio rodiklius. Šis reiškinys, vadinamas dispersija, vaidina svarbus vaidmuo optikoje. Šį reiškinį ne kartą nagrinėsime tolesniuose skyriuose. Lentelėje pateikti duomenys. 6, nurodykite geltoną šviesą.

Įdomu pastebėti, kad atspindžio dėsnį galima formaliai parašyti ta pačia forma kaip ir lūžio dėsnį. Prisiminkime, kad sutarėme visada matuoti kampus nuo statmeno atitinkamam spinduliui. Todėl kritimo kampą ir atspindžio kampą turime laikyti priešingais ženklais, t.y. atspindžio dėsnį galima parašyti kaip

Palyginus (83.4) su lūžio dėsniu, matome, kad atspindžio dėsnį galima laikyti specialiu lūžio dėsnio atveju. Šis formalus atspindžio ir lūžio dėsnių panašumas yra labai naudingas sprendžiant praktines problemas.

Ankstesniame pristatyme lūžio rodiklis turėjo terpės konstantos reikšmę, nepriklausomą nuo per ją praeinančios šviesos intensyvumo. Toks lūžio rodiklio aiškinimas yra gana natūralus, tačiau esant dideliam spinduliavimo intensyvumui, pasiekiamam naudojant šiuolaikinius lazerius, jis nėra pagrįstas. Terpės, per kurią praeina stipri šviesos spinduliuotė, savybės šiuo atveju priklauso nuo jos intensyvumo. Kaip sakoma, aplinka tampa nelinijinė. Terpės netiesiškumas ypač pasireiškia tuo, kad didelio intensyvumo šviesos banga keičia lūžio rodiklį. Lūžio rodiklio priklausomybė nuo spinduliuotės intensyvumo turi formą

Čia yra įprastas lūžio rodiklis, netiesinis lūžio rodiklis ir proporcingumo koeficientas. Papildomas šios formulės terminas gali būti teigiamas arba neigiamas.

Santykiniai lūžio rodiklio pokyčiai yra palyginti nedideli. At netiesinis lūžio rodiklis. Tačiau pastebimi ir tokie nedideli lūžio rodiklio pokyčiai: jie pasireiškia savotišku šviesos savaiminio fokusavimo reiškiniu.

Panagrinėkime terpę su teigiamu netiesiniu lūžio rodikliu. Šiuo atveju padidinto šviesos intensyvumo sritys kartu yra ir padidinto lūžio rodiklio sritys. Paprastai realiai lazerio spinduliuotė Intensyvumo pasiskirstymas per spindulių pluošto skerspjūvį yra netolygus: intensyvumas yra didžiausias išilgai ašies ir sklandžiai mažėja link pluošto kraštų, kaip parodyta Fig. 185 kietosios kreivės. Panašus pasiskirstymas taip pat apibūdina lūžio rodiklio pokytį per ląstelės skerspjūvį su netiesine terpe, kurios ašimi sklinda lazerio spindulys. Lūžio rodiklis, kuris yra didžiausias išilgai kiuvetės ašies, sklandžiai mažėja link jos sienelių (punktyrinės kreivės 185 pav.).

Iš lazerio lygiagrečiai ašiai išeinantis spindulių spindulys, patenkantis į kintamo lūžio rodiklio terpę, nukreipiamas ta kryptimi, kur ji didesnė. Todėl padidėjęs intensyvumas šalia kiuvetės lemia šviesos spindulių koncentraciją šioje srityje, schematiškai parodytą skerspjūviuose ir Fig. 185, ir tai dar labiau padidina. Galų gale, efektyvus šviesos pluošto, einančio per netiesinę terpę, skerspjūvis žymiai sumažėja. Šviesa praeina per siaurą kanalą su dideliu lūžio rodikliu. Taigi lazerio spindulių spindulys susiaurėja, o netiesinė terpė, veikiama intensyvios spinduliuotės, veikia kaip surenkantis lęšis. Šis reiškinys vadinamas fokusavimu į save. Tai galima pastebėti, pavyzdžiui, skystame nitrobenzene.

Ryžiai. 185. Spinduliuotės intensyvumo ir lūžio rodiklio pasiskirstymas per lazerio spindulių pluošto skerspjūvį ties įėjimo į kiuvetę (a), prie įvesties galo (), viduryje (), šalia kiuvetės išėjimo galo ( )

Refrakcija arba lūžis – tai reiškinys, kai šviesos spindulio ar kitų bangų kryptis kinta, kai jos peržengia ribą, skiriančią dvi terpes – ir skaidrias (perduodančias šias bangas), ir terpės viduje, kurios savybės nuolat kinta.

Su refrakcijos reiškiniu susiduriame gana dažnai ir suvokiame jį kaip kasdienį reiškinį: matome, kad oro ir vandens atsiskyrimo vietoje „lūžta“ permatomame stikle esanti lazdelė su spalvotu skysčiu (1 pav.). Kai per lietų šviesa lūžta ir atsispindi, džiaugiamės pamatę vaivorykštę (2 pav.).

Lūžio rodiklis - svarbi savybė su juo susijusių medžiagų fizinės ir cheminės savybės. Tai priklauso nuo temperatūros verčių, taip pat nuo šviesos bangos ilgio, kuriam esant atliekamas nustatymas. Remiantis tirpalo kokybės kontrolės duomenimis, lūžio rodikliui įtakos turi jame ištirpusios medžiagos koncentracija, taip pat tirpiklio pobūdis. Visų pirma kraujo serumo lūžio rodikliui įtakos turi jame esančių baltymų kiekis.Taip yra todėl, kad kada skirtingi greičiaišviesos spindulių sklidimas aplinkoje su skirtingo tankio, jų kryptis pasikeičia dviejų terpių atsiskyrimo taške. Jei šviesos greitį vakuume padalinsime iš šviesos greičio tiriamoje medžiagoje, gausime absoliutų lūžio rodiklį (lūžio rodiklį). Praktikoje nustatomas santykinis lūžio rodiklis (n), kuris yra šviesos greičio ore ir šviesos greičio tiriamoje medžiagoje santykis.

Lūžio rodiklis kiekybiškai įvertinamas naudojant specialus prietaisas- refraktometras.

Refraktometrija yra vienas iš paprasčiausių fizikinės analizės metodų ir gali būti naudojamas kokybės kontrolės laboratorijose cheminių, maisto, biologiškai aktyvių maisto priedų, kosmetikos ir kitų rūšių produktų gamyboje su minimaliu laiko ir tiriamų mėginių skaičiumi.

Refraktometro konstrukcija remiasi tuo, kad šviesos spinduliai visiškai atsispindi, kai jie praeina per dviejų terpių ribą (viena iš jų yra stiklo prizmė, kita - tiriamasis tirpalas) (3 pav.).

Ryžiai. 3. Refraktometro diagrama

Iš šaltinio (1) krenta šviesos spindulys veidrodinis paviršius(2), tada, atsispindėdamas, pereina į viršutinę apšvietimo prizmę (3), tada į apatinę matavimo prizmę (4), pagamintą iš stiklo su dideliu lūžio rodikliu. Kapiliaru tarp prizmių (3) ir (4) užlašinami 1–2 lašai mėginio. Kad nepažeistumėte prizmės mechaniniai pažeidimai, būtina neliesti kapiliarinio paviršiaus.

Pro okuliarą (9) matomas laukas su kryžminėmis linijomis, kad būtų sukurta sąsaja. Judinant okuliarą, laukų susikirtimo taškas turi būti sulygintas su sąsaja (4 pav.) Sąsajos vaidmenį atlieka prizmės plokštuma (4), kurios paviršiuje lūžta šviesos spindulys. Kadangi spinduliai yra išsklaidyti, riba tarp šviesos ir šešėlio yra neryški, vaivorykštė. Šį reiškinį pašalina dispersijos kompensatorius (5). Tada spindulys praleidžiamas per lęšį (6) ir prizmę (7). Plokštelėje (8) yra matymo linijos (dvi tiesios, perbrauktos skersai), taip pat skalė su lūžio rodikliais, kuri stebima per okuliarą (9). Iš jo apskaičiuojamas lūžio rodiklis.

Skiriamoji linija tarp lauko ribų atitiks vidinio bendro atspindžio kampą, kuris priklauso nuo mėginio lūžio rodiklio.

Refraktometrija naudojama medžiagos grynumui ir autentiškumui nustatyti. Šiuo metodu taip pat nustatoma medžiagų koncentracija tirpaluose kokybės kontrolės metu, kuri apskaičiuojama naudojant kalibravimo grafiką (grafiką, parodantį mėginio lūžio rodiklio priklausomybę nuo jo koncentracijos).

Įmonėje „KorolevPharm“ lūžio rodiklis nustatomas pagal patvirtintą norminę dokumentaciją įvežamų žaliavų kontrolės metu, mūsų pačių produkcijos ekstraktuose, taip pat gamybos metu. gatavų gaminių. Nustatymą atlieka kvalifikuoti akredituotos fizikinės ir cheminės laboratorijos darbuotojai, naudodami refraktometrą IRF-454 B2M.

Jei pagal rezultatus įvesties valdymasžaliavos, lūžio rodiklis neatitinka būtinų reikalavimų, kokybės kontrolės skyrius išrašo Neatitikties aktą, kurio pagrindu ši žaliavų partija grąžinama tiekėjui.

Nustatymo metodas

1. Prieš pradedant matavimus, patikrinama tarpusavyje besiliečiančių prizmių paviršių švara.

2. Nulinio taško tikrinimas. Ant matavimo prizmės paviršiaus užlašinkite 2÷3 lašus distiliuoto vandens ir atsargiai uždenkite jį apšvietimo prizme. Atidarome apšvietimo langą ir, naudodami veidrodį, įrengiame šviesos šaltinį intensyviausia kryptimi. Sukdami okuliaro varžtus, mes gauname aiškų, ryškų skirtumą tarp tamsaus ir šviesaus jo matymo lauko. Sukame varžtą ir nukreipiame šešėlio ir šviesos liniją taip, kad ji sutaptų su linijų susikirtimo tašku viršutiniame okuliaro lange. Ant vertikalios linijos apatiniame okuliaro lange matome norimą rezultatą - distiliuoto vandens lūžio rodiklį 20 ° C temperatūroje (1,333). Jei rodmenys skiriasi, sraigtu nustatykite lūžio rodiklį iki 1,333, o naudodami klavišą (nuimkite reguliavimo varžtą) nuveskite šešėlio ir šviesos ribą iki taško, kur linijos susikerta.

3. Nustatykite lūžio rodiklį. Apšvietimo prizmės kamerą pakeliame ir vandenį nuimame filtravimo popieriumi arba marline servetėle. Tada ant matavimo prizmės paviršiaus užlašinkite 1–2 lašus tiriamojo tirpalo ir uždarykite kamerą. Sukite varžtus, kol šešėlio ir šviesos ribos sutampa su linijų susikirtimo tašku. Ant vertikalios linijos apatiniame okuliaro lange matome norimą rezultatą – tiriamojo mėginio lūžio rodiklį. Lūžio rodiklį apskaičiuojame naudodami apatiniame okuliaro lange esančią skalę.

4. Naudodami kalibravimo grafiką nustatome ryšį tarp tirpalo koncentracijos ir lūžio rodiklio. Norint sudaryti grafiką, naudojant chemiškai grynų medžiagų preparatus reikia paruošti kelių koncentracijų etaloninius tirpalus, išmatuoti jų lūžio rodiklius ir gautas vertes nubraižyti ordinačių ašyje, o atitinkamas tirpalų koncentracijas – ant abscisių ašies. Būtina parinkti koncentracijos intervalus, kuriuose stebimas tiesinis ryšys tarp koncentracijos ir lūžio rodiklio. Išmatuojame tiriamo mėginio lūžio rodiklį ir pagal grafiką nustatome jo koncentraciją.