Mari kita beralih kepada pertimbangan yang lebih terperinci tentang indeks biasan, yang kami perkenalkan dalam §81 semasa merumuskan hukum biasan.

Indeks biasan bergantung pada sifat optik kedua-dua medium dari mana rasuk jatuh dan medium di mana ia menembusi. Indeks biasan yang diperolehi apabila cahaya daripada vakum jatuh pada mana-mana medium dipanggil indeks biasan mutlak medium tersebut.

nasi. 184. Indeks biasan relatif dua media:

Biarkan indeks biasan mutlak bagi medium pertama ialah dan indeks biasan kedua - . Memandangkan pembiasan pada sempadan media pertama dan kedua, kami memastikan bahawa indeks biasan semasa peralihan dari medium pertama ke kedua, yang dipanggil indeks biasan relatif, adalah sama dengan nisbah indeks biasan mutlak bagi media kedua dan pertama:

(Gamb. 184). Sebaliknya, apabila melalui medium kedua ke medium pertama, kita mempunyai indeks biasan relatif

Hubungan yang mantap antara indeks biasan relatif dua media dan indeks biasan mutlaknya boleh diperoleh secara teori, tanpa eksperimen baharu, sama seperti ini boleh dilakukan untuk hukum keterbalikan (§82),

Medium dengan indeks biasan yang lebih tinggi dipanggil secara optik lebih tumpat. Indeks biasan pelbagai media berbanding udara biasanya diukur. Indeks biasan mutlak udara ialah . Oleh itu, indeks biasan mutlak mana-mana medium adalah berkaitan dengan indeks biasannya berbanding udara dengan formula

Jadual 6. Indeks biasan pelbagai bahan berbanding udara

Indeks biasan bergantung pada panjang gelombang cahaya, iaitu pada warnanya. Pelbagai warna sepadan dengan indeks biasan yang berbeza. Fenomena ini, yang dipanggil penyebaran, bermain peranan penting dalam optik. Kami akan menangani fenomena ini berulang kali dalam bab-bab seterusnya. Data yang diberikan dalam jadual. 6, merujuk kepada cahaya kuning.

Adalah menarik untuk diperhatikan bahawa hukum pantulan boleh ditulis secara rasmi dalam bentuk yang sama seperti undang-undang pembiasan. Mari kita ingat bahawa kita bersetuju untuk sentiasa mengukur sudut dari serenjang dengan sinar yang sepadan. Oleh itu, kita mesti menganggap sudut tuju dan sudut pantulan mempunyai tanda yang bertentangan, i.e. hukum pantulan boleh ditulis sebagai

Membandingkan (83.4) dengan hukum biasan, kita melihat bahawa hukum pantulan boleh dianggap sebagai kes khas hukum biasan pada . Persamaan formal undang-undang pantulan dan pembiasan ini memberi manfaat besar dalam menyelesaikan masalah praktikal.

Dalam pembentangan sebelumnya, indeks biasan mempunyai makna pemalar medium, bebas daripada keamatan cahaya yang melaluinya. Tafsiran indeks biasan ini agak semula jadi, tetapi dalam kes intensiti sinaran tinggi, boleh dicapai menggunakan laser moden, ia tidak wajar. Sifat-sifat medium yang dilalui sinaran cahaya yang kuat bergantung dalam kes ini pada keamatannya. Seperti yang mereka katakan, persekitaran menjadi tidak linear. Ketaklinieran medium menunjukkan dirinya, khususnya, dalam fakta bahawa gelombang cahaya intensiti tinggi mengubah indeks biasan. Kebergantungan indeks biasan pada keamatan sinaran mempunyai bentuk

Berikut ialah indeks biasan biasa, dan ialah indeks biasan tak linear, dan ialah faktor kekadaran. Istilah tambahan dalam formula ini boleh sama ada positif atau negatif.

Perubahan relatif dalam indeks biasan agak kecil. Pada indeks biasan tak linear. Walau bagaimanapun, walaupun perubahan kecil dalam indeks biasan adalah ketara: ia menampakkan diri dalam fenomena pelik memfokuskan cahaya sendiri.

Mari kita pertimbangkan medium dengan indeks biasan tak linear positif. Dalam kes ini, kawasan yang mengalami peningkatan keamatan cahaya adalah serentak dengan kawasan indeks biasan yang meningkat. Biasanya dalam realiti sinaran laser Taburan keamatan ke atas keratan rentas pancaran sinar adalah tidak seragam: keamatan adalah maksimum sepanjang paksi dan menurun dengan lancar ke arah tepi pancaran, seperti ditunjukkan dalam Rajah. 185 lengkung pepejal. Taburan yang serupa juga menerangkan perubahan dalam indeks biasan merentas keratan rentas sel dengan medium tak linear, di sepanjang paksi yang merambat sinar laser. Indeks biasan, yang paling besar di sepanjang paksi kuvet, menurun dengan lancar ke arah dindingnya (lengkung putus-putus dalam Rajah 185).

Pancaran sinar yang meninggalkan laser selari dengan paksi, memasuki medium dengan indeks biasan berubah-ubah, terpesong ke arah yang lebih besar. Oleh itu, peningkatan keamatan berhampiran kuvet membawa kepada kepekatan sinar cahaya di kawasan ini, ditunjukkan secara skematik dalam keratan rentas dan dalam Rajah. 185, dan ini membawa kepada peningkatan selanjutnya. Akhirnya, keratan rentas berkesan bagi pancaran cahaya yang melalui medium tak linear berkurangan dengan ketara. Cahaya melalui saluran sempit dengan indeks biasan yang tinggi. Oleh itu, pancaran sinar laser disempitkan, dan medium tak linear, di bawah pengaruh sinaran sengit, bertindak sebagai kanta pengumpul. Fenomena ini dipanggil fokus kendiri. Ia boleh diperhatikan, sebagai contoh, dalam nitrobenzena cecair.

nasi. 185. Taburan keamatan sinaran dan indeks biasan ke atas keratan rentas pancaran laser sinar di pintu masuk ke kuvet (a), berhampiran hujung input (), di tengah (), berhampiran hujung keluaran kuvet ( )

Penentuan indeks biasan pepejal lutsinar

Dan cecair

Peranti dan aksesori: mikroskop dengan penapis cahaya, plat selari satah dengan tanda AB dalam bentuk salib; jenama refraktometer "RL"; set cecair.

Matlamat kerja: tentukan indeks biasan kaca dan cecair.

Menentukan indeks biasan kaca menggunakan mikroskop

Untuk menentukan indeks biasan bagi lutsinar padu Plat selari satah yang diperbuat daripada bahan ini dengan tanda digunakan.

Tanda itu terdiri daripada dua calar yang saling berserenjang, satu daripadanya (A) digunakan pada bahagian bawah, dan yang kedua (B) digunakan pada permukaan atas plat. Plat diterangi dengan cahaya monokromatik dan dilihat melalui mikroskop. hidup
nasi. Rajah 4.7 menunjukkan keratan rentas plat yang dikaji dengan satah mencancang.

Sinar AD dan AE, selepas pembiasan pada antara muka kaca-udara, bergerak ke arah DD1 dan EE1 dan memasuki kanta mikroskop.

Pemerhati yang melihat plat dari atas melihat titik A di persimpangan kesinambungan sinar DD1 dan EE1, i.e. pada titik C.

Oleh itu, titik A kelihatan kepada pemerhati terletak di titik C. Mari kita cari hubungan antara indeks biasan n bahan plat, ketebalan d dan ketebalan ketara d1 plat.

4.7 adalah jelas bahawa VD = VСtgi, BD = АВtgr, dari mana

tgi/tgr = AB/BC,

di mana AB = d – ketebalan plat; BC = d1 ketebalan ketara plat.

Jika sudut i dan r adalah kecil, maka

Sini/Sinr = tgi/tgr, (4.5)

mereka. Sini/Sinr = d/d1.

Dengan mengambil kira hukum biasan cahaya, kita dapat

Pengukuran d/d1 dibuat menggunakan mikroskop.

Reka bentuk optik mikroskop terdiri daripada dua sistem: sistem pemerhatian, yang merangkumi kanta dan kanta mata yang dipasang dalam tiub, dan sistem pencahayaan, yang terdiri daripada cermin dan penapis boleh tanggal. Imej difokuskan dengan memutarkan pemegang yang terletak di kedua-dua belah tiub.

Cakera dengan skala dail dipasang pada paksi pemegang kanan.

Bacaan b sepanjang dail relatif kepada penuding tetap menentukan jarak h dari kanta ke peringkat mikroskop:

Pekali k menunjukkan ketinggian tiub mikroskop bergerak apabila pemegang diputar 1°.

Diameter kanta dalam persediaan ini adalah kecil berbanding dengan jarak h, jadi sinar melampau yang memasuki kanta membentuk sudut kecil i dengan paksi optik mikroskop.

Sudut biasan r cahaya dalam plat adalah kurang daripada sudut i, i.e. juga kecil, yang sepadan dengan keadaan (4.5).

Arahan kerja

1. Letakkan plat di atas pentas mikroskop supaya titik persilangan garis A dan B (lihat Rajah.

Indeks biasan

4.7) sudah kelihatan.

2. Putar pemegang mekanisme mengangkat untuk menaikkan tiub ke kedudukan atas.

3. Melihat melalui kanta mata, putar pemegang untuk menurunkan tiub mikroskop dengan lancar sehingga imej jelas calar B yang dikenakan pada permukaan atas plat kelihatan dalam bidang pandangan. Catatkan bacaan b1 anggota badan, yang berkadar dengan jarak h1 dari kanta mikroskop ke tepi atas plat: h1 = kb1 (Rajah 1).

4. Teruskan menurunkan tiub dengan lancar sehingga anda mendapat imej yang jelas bagi calar A, yang kelihatan kepada pemerhati terletak di titik C. Catatkan bacaan b2 dail yang baharu. Jarak h1 dari kanta ke permukaan atas plat adalah berkadar dengan b2:
h2 = kb2 (Rajah 4.8, b).

Jarak dari titik B dan C ke kanta adalah sama, kerana pemerhati melihatnya dengan jelas.

Anjakan tiub h1-h2 adalah sama dengan ketebalan jelas plat (Rajah 1).

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

5. Ukur ketebalan plat d di persimpangan lejang. Untuk melakukan ini, letakkan plat kaca tambahan 2 di bawah plat 1 yang sedang dikaji (Rajah 4.9) dan turunkan tiub mikroskop sehingga kanta (ringan) menyentuh plat yang sedang dikaji. Perhatikan petunjuk dail a1. Keluarkan plat yang sedang dikaji dan turunkan tiub mikroskop sehingga kanta menyentuh plat 2.

Nota bacaan a2.

Kanta mikroskop kemudiannya akan lebih rendah ke ketinggian yang sama dengan ketebalan plat yang dikaji, i.e.

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

6. Kira indeks biasan bahan plat menggunakan formula

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

7. Ulang semua ukuran di atas 3 - 5 kali, hitung nilai purata n, mutlak dan ralat relatif rn dan rn/n.

Penentuan indeks biasan cecair menggunakan refraktometer

Instrumen yang digunakan untuk menentukan indeks biasan dipanggil refraktometer.

Pandangan umum dan reka bentuk optik Refractometer RL ditunjukkan dalam Rajah. 4.10 dan 4.11.

Mengukur indeks biasan cecair menggunakan refraktometer RL adalah berdasarkan fenomena pembiasan cahaya yang melalui antara muka antara dua media dengan indeks biasan yang berbeza.

Pancaran cahaya (Gamb.

4.11) dari sumber 1 (lampu pijar atau cahaya tersebar siang hari) dengan bantuan cermin 2 diarahkan melalui tingkap dalam badan peranti ke prisma berganda yang terdiri daripada prisma 3 dan 4, yang diperbuat daripada kaca dengan indeks biasan 1.540 .

Permukaan AA bagi prisma pencahayaan atas 3 (Gamb.

4.12, a) matte dan berfungsi untuk menerangi cahaya resap cecair yang digunakan lapisan nipis dalam celah antara prisma 3 dan 4. Cahaya yang diserakkan oleh permukaan matte 3 melalui lapisan selari satah cecair yang dikaji dan jatuh pada muka pepenjuru BB prisma bawah 4 di bawah berbeza
sudut i antara sifar hingga 90°.

Untuk mengelakkan fenomena jumlah pantulan dalaman cahaya pada permukaan bahan letupan, indeks biasan cecair yang dikaji mestilah kurang daripada indeks biasan kaca prisma 4, i.e.

kurang daripada 1.540.

Sinar cahaya yang sudut tujunya ialah 90° dipanggil ragut.

Rasuk gelongsor, dibiaskan pada antara muka kaca cecair, akan bergerak dalam prisma 4 pada sudut biasan maksimum r dan lain-lain< 90о.

Pembiasan sinar meluncur pada titik D (lihat Rajah 4.12, a) mematuhi undang-undang

nst/nl = sinipr/sinrpr (4.11)

atau nf = nst sinrpr, (4.12)

sejak sinip = 1.

Pada permukaan BC prisma 4, pembiasan semula sinar cahaya berlaku dan kemudian

Sini¢pr/sinr¢pr = 1/ nst, (4.13)

r¢pr+i¢pr = i¢pr =a , (4.14)

di mana a ialah sinar biasan bagi prisma 4.

Dengan menyelesaikan bersama sistem persamaan (4.12), (4.13), (4.14), kita boleh mendapatkan formula yang mengaitkan indeks biasan nj cecair yang dikaji dengan sudut pengehadan biasan r'pr rasuk yang terbit daripada prisma 4:

Jika teleskop diletakkan di laluan sinar yang muncul dari prisma 4, maka bahagian bawah bidang pandangannya akan diterangi, dan bahagian atas akan menjadi gelap. Antara muka antara medan terang dan gelap dibentuk oleh sinar dengan sudut biasan maksimum r¢pr. Tiada sinar dengan sudut biasan lebih kecil daripada r¢pr dalam sistem ini (Rajah.

Oleh itu, nilai r¢pr dan kedudukan sempadan chiaroscuro hanya bergantung pada indeks biasan nf cecair yang dikaji, kerana nst dan a ialah nilai malar dalam peranti ini.

Mengetahui nst, a dan r¢pr, anda boleh mengira nl menggunakan formula (4.15). Dalam amalan, formula (4.15) digunakan untuk menentukur skala refraktometer.

Untuk skala 9 (lihat.

nasi. 4.11) di sebelah kiri ialah nilai indeks biasan untuk ld = 5893 Å. Di hadapan kanta mata 10 - 11 terdapat plat 8 dengan tanda (—-).

Dengan menggerakkan kanta mata bersama-sama dengan plat 8 di sepanjang skala, adalah mungkin untuk menyelaraskan tanda dengan antara muka antara medan pandangan gelap dan terang.

Pembahagian skala bergraduat 9, bertepatan dengan tanda, memberikan nilai indeks biasan nl cecair yang dikaji. Kanta 6 dan kanta mata 10 - 11 membentuk teleskop.

Prisma berputar 7 mengubah laluan rasuk, menghalakannya ke dalam kanta mata.

Disebabkan oleh penyebaran kaca dan cecair yang sedang dikaji, bukannya sempadan yang jelas antara medan gelap dan terang, apabila diperhatikan dalam cahaya putih, jalur pelangi diperoleh. Untuk menghapuskan kesan ini, pemampas penyebaran 5 digunakan, dipasang di hadapan kanta teleskop. Bahagian utama pemampas ialah prisma, yang dilekatkan bersama dari tiga prisma dan boleh berputar relatif kepada paksi teleskop.

Sudut biasan prisma dan bahannya dipilih supaya cahaya kuning dengan panjang gelombang lд =5893 Å melaluinya tanpa pembiasan. Jika prisma pemampasan dipasang pada laluan sinar berwarna supaya serakannya adalah sama dalam magnitud, tetapi bertentangan dalam tanda dengan serakan prisma penyukat dan cecair, maka jumlah serakan akan menjadi sifar. Dalam kes ini, pancaran sinar cahaya akan dikumpulkan menjadi pancaran putih, arahnya bertepatan dengan arah pancaran kuning yang mengehadkan.

Oleh itu, apabila prisma pampasan diputar, tuangan warna dihapuskan. Bersama-sama dengan prisma 5, dail serakan 12 berputar relatif kepada penuding pegun (lihat Rajah 4.10). Sudut putaran Z anggota badan membolehkan seseorang menilai nilai purata serakan cecair yang dikaji.

Skala dail mesti lulus. Jadual disertakan dengan pemasangan.

Arahan kerja

1. Naikkan prisma 3, letakkan 2-3 titis cecair ujian pada permukaan prisma 4 dan bawah prisma 3 (lihat Rajah 4.10).

3. Menggunakan sasaran okular, capai imej tajam skala dan antara muka antara medan pandangan.

4. Pemegang berputar 12 pemampas 5, musnahkan lukisan warna sempadan antara medan visual.

Menggerakkan kanta mata di sepanjang skala, selaraskan tanda (—-) dengan sempadan medan gelap dan terang dan tuliskan nilai penunjuk cecair.

6. Periksa set cecair yang dicadangkan dan nilai ralat pengukuran.

7. Selepas setiap pengukuran, lap permukaan prisma kertas penapis, direndam dalam air suling.

Soalan kawalan

Pilihan 1

Takrifkan indeks biasan mutlak dan relatif bagi suatu medium.

2. Lukiskan laluan sinar merentasi antara muka antara dua media (n2> n1, dan n2< n1).

3. Dapatkan hubungan yang mengaitkan indeks biasan n dengan ketebalan d dan ketebalan ketara d¢ plat.

4. Tugasan. Sudut pengehad jumlah pantulan dalam untuk bahan tertentu ialah 30°.

Cari indeks biasan bahan ini.

Jawapan: n =2.

Pilihan 2

1. Apakah fenomena pantulan dalaman total?

2. Huraikan reka bentuk dan prinsip operasi refraktometer RL-2.

3. Terangkan peranan pemampas dalam refraktometer.

4. Tugasan. Sebuah mentol diturunkan dari tengah rakit bulat ke kedalaman 10 m. Cari jejari minimum rakit, sementara tidak ada satu sinar dari mentol lampu harus sampai ke permukaan.

Jawapan: R = 11.3 m.

INDEKS BISNIS, atau INDEKS BISNIS, ialah nombor abstrak yang mencirikan kuasa biasan medium lutsinar. Indeks biasan ditetapkan huruf latinπ dan ditakrifkan sebagai nisbah sinus sudut tuju kepada sinus sudut biasan sinar yang masuk dari lompang ke dalam medium lutsinar tertentu:

n = sin α/sin β = const atau sebagai nisbah kelajuan cahaya dalam kekosongan kepada kelajuan cahaya dalam medium lutsinar tertentu: n = c/νλ daripada kekosongan ke dalam medium lutsinar tertentu.

Indeks biasan dianggap sebagai ukuran ketumpatan optik medium

Indeks biasan yang ditentukan dengan cara ini dipanggil indeks biasan mutlak, berbeza dengan relatif yang dipanggil.

e. menunjukkan berapa kali kelajuan perambatan cahaya menjadi perlahan apabila indeks biasannya berubah, yang ditentukan oleh nisbah sinus sudut tuju kepada sinus sudut biasan apabila rasuk melepasi medium satu ketumpatan kepada medium ketumpatan yang lain. Indeks biasan relatif adalah sama dengan nisbah indeks biasan mutlak: n = n2/n1, di mana n1 dan n2 adalah penunjuk mutlak pembiasan medium pertama dan kedua.

Indeks biasan mutlak semua jasad - pepejal, cecair dan gas - lebih besar daripada kesatuan dan berjulat dari 1 hingga 2, melebihi 2 hanya dalam kes yang jarang berlaku.

Indeks biasan bergantung pada kedua-dua sifat medium dan panjang gelombang cahaya dan meningkat dengan penurunan panjang gelombang.

Oleh itu, indeks diberikan kepada huruf p, menunjukkan panjang gelombang yang dimiliki oleh penunjuk itu.

INDEKS BISNIS

Sebagai contoh, untuk kaca TF-1 indeks biasan dalam bahagian merah spektrum ialah nC = 1.64210, dan dalam bahagian ungu nG’ = 1.67298.

Indeks biasan beberapa jasad lutsinar

Udara - 1.000292

Air - 1,334

Eter - 1,358

Etil alkohol - 1.363

Gliserin - 1,473

Kaca organik (plexiglass) - 1, 49

Benzena - 1.503

(Kaca mahkota - 1.5163

Fir (Kanada), balsam 1.54

Mahkota berat kaca - 1, 61 26

Kaca Flint - 1.6164

Karbon disulfida - 1.629

Batu api berat kaca - 1, 64 75

Monobromonaphthalene - 1.66

Kaca ialah batu api yang paling berat - 1.92

Berlian - 2.42

Perbezaan dalam indeks biasan untuk bahagian spektrum yang berbeza adalah punca kromatisme, i.e.

penguraian cahaya putih semasa ia melalui unsur biasan - kanta, prisma, dsb.

Kerja makmal No. 41

Penentuan indeks biasan cecair menggunakan refraktometer

Tujuan kerja: penentuan indeks biasan cecair dengan kaedah jumlah pantulan dalaman menggunakan refraktometer IRF-454B; kajian tentang pergantungan indeks biasan suatu larutan pada kepekatannya.

Penerangan pemasangan

Apabila cahaya bukan monokromatik dibiaskan, ia diuraikan kepada warna komponennya menjadi spektrum.

Fenomena ini disebabkan oleh pergantungan indeks biasan sesuatu bahan pada frekuensi (panjang gelombang) cahaya dan dipanggil penyebaran cahaya.

Adalah menjadi kebiasaan untuk mencirikan kuasa biasan medium dengan indeks biasan pada panjang gelombang λ = 589.3 nm (purata panjang gelombang dua garis kuning rapat dalam spektrum wap natrium).

60. Apakah kaedah untuk menentukan kepekatan bahan dalam larutan yang digunakan dalam analisis penyerapan atom?

Indeks biasan ini ditetapkan nD.

Ukuran serakan ialah serakan purata, ditakrifkan sebagai perbezaan ( nF-nC), Di mana nF- indeks biasan bahan pada panjang gelombang λ = 486.1 nm (garis biru dalam spektrum hidrogen), nC– indeks biasan bahan λ - 656.3 nm (garis merah dalam spektrum hidrogen).

Pembiasan sesuatu bahan dicirikan oleh nilai serakan relatif:
Buku rujukan biasanya memberikan timbal balik serakan relatif, i.e.

e.
, Di mana — pekali serakan, atau nombor Abbe.

Pemasangan untuk menentukan indeks biasan cecair terdiri daripada refraktometer IRF-454B dengan had pengukuran penunjuk; pembiasan nD dalam julat dari 1.2 hingga 1.7; cecair ujian, serbet untuk mengelap permukaan prisma.

Refractometer IRF-454B ialah instrumen yang direka untuk mengukur secara langsung indeks biasan cecair, serta untuk menentukan serakan purata cecair dalam keadaan makmal.

Prinsip operasi peranti IRF-454B berdasarkan fenomena pantulan dalaman total cahaya.

Gambarajah skematik peranti ditunjukkan dalam Rajah. 1.

Cecair yang akan diuji diletakkan di antara dua muka prisma 1 dan 2. Prisma 2 dengan tepi yang digilap dengan baik AB sedang mengukur, dan prisma 1 dengan tepi matte A1 DALAM1 - pencahayaan. Sinar dari sumber cahaya jatuh di tepi A1 DENGAN1 , biasan, jatuh pada permukaan matte A1 DALAM1 dan bertaburan oleh permukaan ini.

Kemudian mereka melalui lapisan cecair yang dikaji dan mencapai permukaan. AB prisma 2.

Mengikut hukum pembiasan
, Di mana
Dan ialah sudut biasan sinar dalam cecair dan prisma, masing-masing.

Apabila sudut tuju meningkat
sudut biasan juga meningkat dan mencapai nilai maksimumnya
, Bila
, T.

e.apabila rasuk dalam cecair menggelongsor di atas permukaan AB. Oleh itu,
. Oleh itu, sinar yang terbit daripada prisma 2 terhad kepada sudut tertentu
.

Sinar yang datang daripada cecair ke dalam prisma 2 pada sudut yang besar mengalami pantulan dalaman total pada antara muka AB dan jangan melalui prisma.

Peranti yang dimaksudkan memeriksa cecair, indeks biasan yang kurang daripada indeks biasan prisma 2, oleh itu, sinar dari semua arah yang dibiaskan pada sempadan cecair dan kaca akan memasuki prisma.

Jelas sekali, bahagian prisma yang sepadan dengan sinar yang tidak melaluinya akan menjadi gelap. Melalui teleskop 4, yang terletak di laluan sinar yang muncul dari prisma, seseorang boleh memerhatikan pembahagian medan pandangan kepada bahagian terang dan gelap.

Dengan memutar sistem prisma 1-2, antara muka antara medan terang dan gelap diselaraskan dengan salib benang kanta mata teleskop. Sistem prisma 1-2 disambungkan kepada skala, yang ditentukur dalam nilai indeks biasan.

Skala terletak di bahagian bawah bidang pandangan paip dan, apabila menggabungkan bahagian medan pandangan dengan silang benang, memberikan nilai indeks biasan cecair yang sepadan. .

Disebabkan oleh penyebaran, antara muka medan pandangan dalam cahaya putih akan diwarnakan. Untuk menghapuskan pewarnaan, serta untuk menentukan penyebaran purata bahan ujian, pemampas 3 digunakan, yang terdiri daripada dua sistem prisma penglihatan langsung terpaku (prisma Amichi).

Prisma boleh diputar secara serentak sisi yang berbeza menggunakan peranti mekanikal berputar yang tepat, dengan itu mengubah penyebaran sendiri pemampas dan menghapuskan pewarnaan sempadan medan pandangan yang diperhatikan melalui sistem optik 4. Drum dengan skala disambungkan ke pemampas, yang mana parameter penyebaran ditentukan, membolehkan seseorang mengira purata serakan bahan.

Arahan kerja

Laraskan peranti supaya cahaya dari sumber (lampu pijar) memasuki prisma pencahayaan dan menerangi medan pandangan secara sekata.

2. Buka prisma penyukat.

Dengan menggunakan batang kaca, sapukan beberapa titis air ke permukaannya dan tutup prisma dengan berhati-hati. Jurang antara prisma mesti diisi sama rata dengan lapisan nipis air (beri perhatian khusus kepada ini).

Menggunakan skru peranti dengan skala, hilangkan pewarnaan medan pandangan dan dapatkan sempadan yang tajam antara cahaya dan bayang-bayang. Jajarkannya, menggunakan skru lain, dengan salib rujukan kanta mata instrumen. Tentukan indeks biasan air menggunakan skala kanta mata dengan ketepatan perseribu.

Bandingkan keputusan yang diperoleh dengan data rujukan untuk air. Jika perbezaan antara indeks biasan yang diukur dan jadual satu tidak melebihi ± 0.001, maka pengukuran telah dilakukan dengan betul.

Latihan 1

1. Sediakan penyelesaiannya garam meja (NaCl) dengan kepekatan yang hampir dengan had keterlarutan (contohnya, C = 200 g/liter).

Ukur indeks biasan larutan yang terhasil.

3. Dengan mencairkan penyelesaian beberapa kali integer, dapatkan pergantungan penunjuk; pembiasan pada kepekatan larutan dan isikan jadual. 1.

Jadual 1

Senaman. Bagaimana untuk mendapatkan kepekatan larutan sama dengan 3/4 daripada maksimum (awal) hanya dengan pencairan?

Bina graf pergantungan n=n(C). Pemprosesan selanjutnya data eksperimen dijalankan seperti yang diarahkan oleh guru.

Pemprosesan data eksperimen

a) Kaedah grafik

Tentukan daripada graf cerun DALAM, yang, di bawah keadaan eksperimen, akan mencirikan zat terlarut dan pelarut.

2. Tentukan kepekatan larutan menggunakan graf NaCl diberikan oleh pembantu makmal.

b) Kaedah analisis

Kira menggunakan kaedah kuasa dua terkecil A, DALAM Dan SB.

Berdasarkan nilai yang didapati A Dan DALAM tentukan purata
kepekatan larutan NaCl diberikan oleh pembantu makmal

Soalan kawalan

Penyerakan cahaya. Apakah perbezaan antara penyebaran normal dan penyebaran anomali?

2. Apakah fenomena pantulan dalaman total?

3. Mengapakah persediaan ini tidak boleh mengukur indeks biasan cecair yang lebih besar daripada indeks biasan prisma itu?

4. Mengapa muka prisma A1 DALAM1 adakah mereka menjadikannya matte?

Degradasi, Indeks

Ensiklopedia Psikologi

Satu cara untuk menilai tahap kemerosotan mental! fungsi yang diukur dengan ujian Wechsler-Bellevue. Indeks ini berdasarkan pemerhatian bahawa beberapa kebolehan diukur dengan penurunan ujian dengan usia, tetapi yang lain tidak.

Indeks

Ensiklopedia Psikologi

- indeks, daftar nama, gelaran, dsb. Dalam psikologi - penunjuk digital untuk penilaian kuantitatif, pencirian fenomena.

Apakah indeks biasan sesuatu bahan bergantung kepada?

Indeks

Ensiklopedia Psikologi

1. Kebanyakan makna umum: apa-apa yang digunakan untuk menandakan, mengenal pasti atau mengarahkan; petunjuk, inskripsi, tanda atau simbol. 2. Formula atau nombor, sering dinyatakan sebagai pekali, menunjukkan beberapa hubungan antara nilai atau ukuran atau antara...

Kemasyarakatan, Indeks

Ensiklopedia Psikologi

Satu ciri yang menyatakan keramahan seseorang. Sosiogram, sebagai contoh, menyediakan, antara ukuran lain, penilaian tentang kebolehmasyarakatan ahli kumpulan yang berbeza.

Pemilihan, Indeks

Ensiklopedia Psikologi

Formula untuk menganggar kuasa ujian atau item ujian tertentu dalam mendiskriminasi individu antara satu sama lain.

Kebolehpercayaan, Indeks

Ensiklopedia Psikologi

Statistik yang memberikan anggaran korelasi antara nilai sebenar yang diperoleh daripada ujian dan nilai yang betul secara teori.

Indeks ini diberikan sebagai nilai r, dengan r ialah pekali kebolehpercayaan yang dikira.

Ramalan Prestasi, Indeks

Ensiklopedia Psikologi

Pengukuran sejauh mana pengetahuan tentang satu pembolehubah boleh digunakan untuk membuat ramalan tentang pembolehubah lain, memandangkan korelasi antara pembolehubah diketahui. Biasanya dalam bentuk simbolik ini dinyatakan sebagai E, indeks diwakili sebagai 1 -((...

Perkataan, Indeks

Ensiklopedia Psikologi

Istilah umum untuk sebarang kekerapan sistematik kejadian perkataan dalam bahasa bertulis dan/atau lisan.

Selalunya indeks sedemikian terhad kepada bidang linguistik tertentu, contohnya, buku teks gred pertama, interaksi ibu bapa-anak. Walau bagaimanapun, anggaran diketahui...

Struktur Badan, Indeks

Ensiklopedia Psikologi

Pengukuran badan yang dicadangkan oleh Eysenck berdasarkan nisbah ketinggian kepada lilitan dada.

Mereka yang markahnya berada dalam julat "normal" dipanggil mesomorph, yang dalam sisihan piawai atau di atas purata dipanggil leptomorph, dan yang dalam sisihan piawai atau...

UNTUK KULIAH No. 24

"KAEDAH INSTRUMEN ANALISIS"

REFRAKTOMETRI.

kesusasteraan:

1. V.D. Ponomarev "Kimia Analitik" 1983 246-251

2. A.A. Ishchenko "Kimia Analitik" 2004 ms 181-184

REFRAKTOMETRI.

Refraktometri adalah salah satu kaedah analisis fizikal yang paling mudah dengan kos kuantiti minimum daripada analit dan dijalankan dalam masa yang sangat singkat.

Refraktometri- kaedah berdasarkan fenomena biasan atau biasan i.e.

menukar arah perambatan cahaya apabila melalui satu medium ke medium lain.

Pembiasan, serta penyerapan cahaya, adalah akibat daripada interaksinya dengan medium.

Perkataan refraktometri bermaksud pengukuran pembiasan cahaya, yang dianggarkan oleh nilai indeks biasan.

Nilai indeks biasan n bergantung

1) mengenai komposisi bahan dan sistem,

2) daripada fakta dalam kepekatan apa dan molekul apa yang ditemui oleh pancaran cahaya di laluannya, kerana

Di bawah pengaruh cahaya, molekul bahan yang berbeza terpolarisasi secara berbeza. Atas pergantungan inilah kaedah refraktometri adalah berdasarkan.

Kaedah ini mempunyai beberapa kelebihan, akibatnya dia dapati aplikasi yang luas kedua-dua dalam penyelidikan kimia dan dalam kawalan proses.

1) Pengukuran indeks biasan adalah sangat tinggi proses mudah, yang dijalankan dengan tepat dan dengan masa dan jumlah bahan yang minimum.

2) Biasanya, refraktometer memberikan ketepatan sehingga 10% dalam menentukan indeks biasan cahaya dan kandungan analit

Kaedah refraktometri digunakan untuk mengawal ketulenan dan ketulenan, untuk mengenal pasti bahan individu, dan untuk menentukan struktur sebatian organik dan bukan organik semasa mengkaji penyelesaian.

Refraktometri digunakan untuk menentukan komposisi penyelesaian dua komponen dan untuk sistem terner.

Asas fizikal kaedah

INDEKS BISNIS.

Semakin besar perbezaan kelajuan perambatan cahaya dalam kedua-duanya, semakin besar sisihan sinar cahaya dari arah asalnya apabila ia melalui satu medium ke medium yang lain.

persekitaran ini.

Mari kita pertimbangkan pembiasan pancaran cahaya pada sempadan mana-mana dua media lutsinar I dan II (Lihat.

Beras.). Marilah kita bersetuju bahawa medium II mempunyai kuasa biasan yang lebih besar dan, oleh itu, n1 Dan n2— menunjukkan pembiasan media yang sepadan. Jika medium I bukan vakum atau udara, maka nisbah sudut tuju sin sinar cahaya kepada sudut biasan sin akan memberikan nilai indeks biasan relatif n rel. Nilai n rel.

Apakah indeks biasan kaca? Dan bilakah anda perlu mengetahuinya?

juga boleh ditakrifkan sebagai nisbah indeks biasan media yang sedang dipertimbangkan.

notrel. = —— = —

Nilai indeks biasan bergantung kepada

1) sifat bahan

Sifat bahan dalam dalam kes ini menentukan tahap kebolehubah bentuk molekulnya di bawah pengaruh cahaya - tahap kebolehpolaran.

Lebih kuat kebolehpolaran, lebih kuat pembiasan cahaya.

2)panjang gelombang cahaya kejadian

Pengukuran indeks biasan dilakukan pada panjang gelombang cahaya 589.3 nm (garisan D spektrum natrium).

Kebergantungan indeks biasan pada panjang gelombang cahaya dipanggil penyebaran.

Semakin pendek panjang gelombang, semakin besar pembiasan. Oleh itu, sinaran dengan panjang gelombang yang berbeza dibiaskan secara berbeza.

3)suhu , di mana pengukuran dijalankan. Syarat yang diperlukan penentuan indeks biasan ialah pematuhan rejim suhu. Biasanya penentuan dilakukan pada 20±0.30C.

Apabila suhu meningkat, indeks biasan menurun; apabila suhu menurun, ia meningkat..

Pembetulan untuk kesan suhu dikira menggunakan formula berikut:

nt=n20+ (20-t) 0.0002, di mana

nt – Selamat tinggal indeks biasan pada suhu tertentu,

n20-indeks biasan pada 200C

Pengaruh suhu pada nilai indeks biasan gas dan cecair dikaitkan dengan nilai pekali pengembangan isipadunya.

Isipadu semua gas dan cecair bertambah apabila dipanaskan, ketumpatan berkurangan dan, akibatnya, penunjuk berkurangan

Indeks biasan diukur pada 200C dan panjang gelombang cahaya 589.3 nm ditetapkan oleh indeks nD20

Kebergantungan indeks biasan sistem dua komponen homogen pada keadaannya ditentukan secara eksperimen dengan menentukan indeks biasan untuk beberapa sistem piawai (contohnya, penyelesaian), kandungan komponen yang diketahui.

4) kepekatan bahan dalam larutan.

Bagi kebanyakan larutan akueus bahan, indeks biasan pada kepekatan dan suhu yang berbeza diukur dengan pasti, dan dalam kes ini buku rujukan boleh digunakan jadual refraktometri.

Amalan menunjukkan bahawa dengan kandungan bahan terlarut tidak melebihi 10-20%, bersama-sama dengan kaedah grafik dalam banyak kes anda boleh gunakan persamaan linear jenis:

n=tiada+FC,

n- indeks biasan larutan,

tidak ialah indeks biasan bagi pelarut tulen,

C— kepekatan bahan terlarut,%

F-pekali empirikal, nilai yang ditemui

dengan menentukan indeks biasan larutan yang diketahui kepekatannya.

REFRACTOMETER.

Refraktometer ialah alat yang digunakan untuk mengukur indeks biasan.

Terdapat 2 jenis peranti ini: jenis Abbe dan refraktometer jenis Pulfrich. Dalam kedua-dua kes, pengukuran adalah berdasarkan penentuan sudut biasan maksimum. Dalam amalan, refraktometer digunakan pelbagai sistem: makmal-RL, RLU universal, dsb.

Indeks biasan air suling ialah n0 = 1.33299, tetapi secara praktikal penunjuk ini diambil sebagai rujukan sebagai n0 =1,333.

Prinsip operasi refraktometer adalah berdasarkan penentuan indeks biasan dengan kaedah sudut mengehadkan (sudut pantulan jumlah cahaya).

Refractometer pegang tangan

Refraktometer Abbe

Pelajaran 25/III-1 Penyebaran cahaya dalam pelbagai media. Pembiasan cahaya pada antara muka antara dua media.

Mempelajari bahan baharu.

Sehingga kini, kami telah mempertimbangkan penyebaran cahaya dalam satu medium, seperti biasa - di udara. Cahaya boleh merambat dalam pelbagai media: bergerak dari satu medium ke medium lain; Pada titik kejadian, sinaran bukan sahaja dipantulkan dari permukaan, tetapi juga sebahagiannya melaluinya. Peralihan sedemikian menyebabkan banyak fenomena yang indah dan menarik.

Menukar arah perambatan cahaya yang melalui sempadan dua media dipanggil pembiasan cahaya.

Sebahagian daripada kejadian pancaran cahaya pada antara muka antara dua media lutsinar dipantulkan, dan sebahagiannya melepasi medium lain. Dalam kes ini, arah pancaran cahaya yang telah melalui medium lain berubah. Oleh itu, fenomena itu dipanggil pembiasan, dan sinar dipanggil terbias.

1 – sinar kejadian

2 – pancaran pantulan

3 – sinar terbias α β

OO 1 – antara muka antara dua media

MN - berserenjang O O 1

Sudut yang dibentuk oleh sinar dan berserenjang dengan antara muka antara dua media, diturunkan ke titik tuju sinar, dipanggil sudut biasan. γ (gamma).

Cahaya dalam vakum bergerak pada kelajuan 300,000 km/s. Dalam mana-mana medium, kelajuan cahaya sentiasa kurang daripada dalam vakum. Oleh itu, apabila cahaya melalui satu medium ke medium lain, kelajuannya berkurangan dan ini menyebabkan pembiasan cahaya. Semakin rendah kelajuan perambatan cahaya dalam medium tertentu, semakin besar ketumpatan optik medium ini. Sebagai contoh, udara mempunyai ketumpatan optik yang lebih tinggi daripada vakum, kerana kelajuan cahaya dalam udara adalah lebih rendah sedikit daripada dalam vakum. Ketumpatan optik air adalah lebih besar daripada ketumpatan optik udara kerana kelajuan cahaya di udara lebih besar daripada di dalam air.

Lebih banyak ketumpatan optik dua media berbeza, lebih banyak cahaya dibiaskan pada antara muka mereka. Lebih banyak kelajuan cahaya berubah pada antara muka antara dua media, lebih banyak ia membias.

Bagi setiap bahan lutsinar terdapat ciri fizikal yang penting seperti indeks biasan cahaya n. Ia menunjukkan berapa kali kelajuan cahaya dalam bahan tertentu adalah kurang daripada dalam vakum.

Indeks biasan cahaya

bahan		bahan		bahan
		Garam batu		Turpentin
		Minyak cedar		Etanol
Gliserol		Plexiglass		Kaca (ringan)
		Karbon disulfida

Nisbah antara sudut tuju dan sudut biasan bergantung kepada ketumpatan optik setiap medium. Jika sinar cahaya melewati dari medium dengan ketumpatan optik yang lebih rendah ke medium dengan ketumpatan optik yang lebih tinggi, maka sudut biasan akan kurang daripada sudut tuju. Jika sinar cahaya datang dari medium dengan ketumpatan optik yang lebih tinggi, maka sudut biasan akan lebih kecil daripada sudut tuju. Jika sinar cahaya melewati dari medium dengan ketumpatan optik yang lebih tinggi ke medium dengan ketumpatan optik yang lebih rendah, maka sudut biasan adalah lebih besar daripada sudut tuju.

Iaitu, jika n 1 γ; jika n 1 >n 2 maka α<γ.

Hukum pembiasan cahaya :

Rasuk tuju, rasuk terbias dan serenjang dengan antara muka antara dua media pada titik tuju rasuk terletak pada satah yang sama.

Hubungan antara sudut tuju dan sudut biasan ditentukan oleh formula.

di mana sinus sudut tuju dan sinus sudut biasan.

Nilai sinus dan tangen untuk sudut 0 – 900

Darjah			Darjah			Darjah

Hukum pembiasan cahaya pertama kali dirumuskan oleh ahli astronomi dan ahli matematik Belanda W. Snelius sekitar tahun 1626, seorang profesor di Universiti Leiden (1613).

Untuk abad ke-16, optik adalah sains ultra-moden. Dari bola kaca yang diisi dengan air, yang digunakan sebagai kanta, kaca pembesar timbul. Dan daripadanya mereka mencipta teleskop dan mikroskop. Pada masa itu, Belanda memerlukan teleskop untuk melihat pantai dan melarikan diri dari musuh tepat pada masanya. Ia adalah optik yang memastikan kejayaan dan kebolehpercayaan navigasi. Oleh itu, di Belanda, ramai saintis berminat dengan optik. Warga Belanda Skel Van Rooyen (Snelius) memerhati bagaimana pancaran cahaya nipis dipantulkan di cermin. Dia mengukur sudut tuju dan sudut pantulan dan menetapkan: sudut pantulan adalah sama dengan sudut tuju. Dia juga memiliki undang-undang pantulan cahaya. Dia menyimpulkan hukum pembiasan cahaya.

Mari kita pertimbangkan hukum pembiasan cahaya.

Ia mengandungi indeks biasan relatif bagi medium kedua berbanding medium pertama, dalam kes apabila medium kedua mempunyai ketumpatan optik yang lebih tinggi. Jika cahaya dibiaskan dan melalui medium dengan ketumpatan optik yang lebih rendah, maka α< γ, тогда

Jika medium pertama adalah vakum, maka n 1 =1 maka .

Penunjuk ini dipanggil indeks biasan mutlak medium kedua:

di manakah kelajuan cahaya dalam vakum, kelajuan cahaya dalam medium tertentu.

Akibat pembiasan cahaya di atmosfera Bumi adalah fakta bahawa kita melihat Matahari dan bintang lebih tinggi sedikit daripada kedudukan sebenar mereka. Pembiasan cahaya boleh menerangkan rupa fatamorgana, pelangi... fenomena pembiasan cahaya adalah asas prinsip operasi peranti optik berangka: mikroskop, teleskop, kamera.

Bidang penggunaan refraktometri.

Reka bentuk dan prinsip operasi refraktometer IRF-22.

Konsep indeks biasan.

Rancang

Refraktometri. Ciri-ciri dan intipati kaedah.

Untuk mengenal pasti bahan dan memeriksa ketulenannya, mereka menggunakan

pembuat pembiasan.

Indeks biasan sesuatu bahan- nilai yang sama dengan nisbah kelajuan fasa cahaya (gelombang elektromagnet) dalam vakum dan dalam medium yang boleh dilihat.

Indeks biasan bergantung pada sifat bahan dan panjang gelombang

radiasi elektromagnetik. Nisbah sinus sudut tuju relatif kepada

normal yang ditarik ke satah biasan (α) sinar kepada sinus sudut biasan

pembiasan (β) apabila sinar melalui dari sederhana A ke sederhana B dipanggil indeks biasan relatif untuk pasangan media ini.

Nilai n ialah indeks biasan relatif bagi medium B mengikut

hubungan dengan persekitaran A, dan

Indeks biasan relatif bagi medium A berkenaan dengan

Indeks biasan bagi kejadian sinar pada medium daripada tanpa udara

ruang th dipanggil indeks biasan mutlaknya atau

hanya indeks biasan bagi medium tertentu (Jadual 1).

Jadual 1 - Indeks biasan pelbagai media

Cecair mempunyai indeks biasan dalam julat 1.2-1.9. Padat

bahan 1.3-4.0. Sesetengah mineral tidak mempunyai nilai yang tepat

untuk pembiasan. Nilainya adalah dalam beberapa "garpu" dan menentukan

disebabkan oleh kehadiran kekotoran dalam struktur kristal, yang menentukan warna

kristal.

Mengenal pasti mineral dengan "warna" adalah sukar. Oleh itu, korundum mineral wujud dalam bentuk delima, nilam, leucosapphire, berbeza dalam

indeks biasan dan warna. Korundum merah dipanggil delima

(kekotoran krom), biru tidak berwarna, biru muda, merah jambu, kuning, hijau,

ungu - nilam (campuran kobalt, titanium, dll.). Berwarna terang

nilam putih atau korundum tidak berwarna dipanggil leucosapphire (secara meluas

digunakan dalam optik sebagai penapis). Indeks biasan kristal ini

keluli terletak dalam julat 1.757-1.778 dan merupakan asas untuk mengenal pasti

Rajah 3.1 – Ruby Rajah 3.2 – Nilam biru

Cecair organik dan bukan organik juga mempunyai nilai indeks biasan ciri yang mencirikannya sebagai bahan kimia.

Sebatian Rusia dan kualiti sintesisnya (Jadual 2):

Jadual 2 - Indeks biasan bagi sesetengah cecair pada 20 °C

4.2. Refraktometri: konsep, prinsip.

Kaedah untuk mengkaji bahan berdasarkan penentuan penunjuk

(indeks) pembiasan (refraction) dipanggil refraktometri (dari

lat. refractus - dibiaskan dan Yunani. metero - saya ukur). Refraktometri

(kaedah refraktometri) digunakan untuk mengenal pasti bahan kimia

sebatian, analisis kuantitatif dan struktur, penentuan fizikal

parameter kimia bahan. Prinsip refraktometri dilaksanakan

dalam refraktometer Abbe, digambarkan dalam Rajah 1.

Rajah 1 - Prinsip refraktometri

Blok prisma Abbe terdiri daripada dua prisma segi empat tepat: pencahayaan

telial dan pengukur, dilipat oleh muka hipotenus. penerang-

Prisma ini mempunyai muka hipotenus kasar (matte) dan dimaksudkan

chen untuk pencahayaan sampel cecair yang diletakkan di antara prisma.

Cahaya bertaburan melalui lapisan selari satah bagi cecair yang dikaji dan, apabila dibiaskan dalam cecair, jatuh ke atas prisma penyukat. Prisma pengukur diperbuat daripada kaca padat optik (batu berat) dan mempunyai indeks biasan lebih daripada 1.7. Atas sebab ini, refractometer Abbe mengukur n nilai lebih kecil daripada 1.7. Meningkatkan julat pengukuran indeks biasan hanya boleh dicapai dengan menggantikan prisma pengukur.

Sampel ujian dituangkan ke muka hipotenus prisma penyukat dan ditekan dengan prisma bercahaya. Dalam kes ini, jurang 0.1-0.2 mm kekal di antara prisma di mana sampel berada, dan melalui

yang melalui cahaya terbias. Untuk mengukur indeks biasan

menggunakan fenomena pantulan dalaman total. Ia terletak di

seterusnya.

Jika sinar 1, 2, 3 jatuh pada antara muka antara dua media, maka bergantung

bergantung kepada sudut tuju apabila memerhati mereka dalam medium biasan akan

Terdapat peralihan antara kawasan pencahayaan yang berbeza. Ia bersambung

dengan beberapa bahagian cahaya jatuh pada sempadan biasan pada sudut yang hampir dengan

kim kepada 90° berbanding normal (rasuk 3). (Rajah 2).

Rajah 2 – Imej sinar terbias

Bahagian sinar ini tidak dipantulkan dan oleh itu membentuk persekitaran yang lebih ringan.

kuasa semasa pembiasan. Sinar dengan sudut yang lebih kecil juga mengalami pantulan

dan pembiasan. Oleh itu, kawasan yang kurang pencahayaan terbentuk. Dalam kelantangan

Garis sempadan jumlah pantulan dalaman boleh dilihat pada lensa, kedudukannya

yang bergantung kepada sifat biasan sampel.

Penghapusan fenomena penyebaran (mewarnai antara muka antara dua kawasan pencahayaan dalam warna pelangi kerana penggunaan cahaya putih kompleks dalam refractometers Abbe) dicapai dengan menggunakan dua prisma Amici dalam pemampas, yang dipasang di teleskop . Pada masa yang sama, skala ditayangkan ke dalam kanta (Rajah 3). Untuk analisis, 0.05 ml cecair adalah mencukupi.

Rajah 3 - Lihat melalui kanta mata refraktometer. (Skala yang betul mencerminkan

kepekatan komponen yang diukur dalam ppm)

Sebagai tambahan kepada analisis sampel komponen tunggal,

sistem dua komponen (larutan akueus, larutan bahan di mana

atau pelarut). Dalam sistem dua komponen yang ideal (membentuk

tanpa mengubah volum dan kebolehpolaran komponen), pergantungan menunjukkan

Kebergantungan pembiasan pada komposisi adalah hampir kepada linear jika komposisi dinyatakan dalam

pecahan isipadu (peratus)

di mana: n, n1, n2 - indeks biasan campuran dan komponen,

V1 dan V2 ialah pecahan isipadu komponen (V1 + V2 = 1).

Kesan suhu pada indeks biasan ditentukan oleh dua

faktor: perubahan dalam bilangan zarah cecair per unit isipadu dan

pergantungan kebolehpolaran molekul pada suhu. Faktor kedua menjadi

menjadi ketara hanya dengan perubahan suhu yang sangat besar.

Pekali suhu indeks biasan adalah berkadar dengan pekali ketumpatan suhu. Oleh kerana semua cecair mengembang apabila dipanaskan, indeks biasannya berkurangan apabila suhu meningkat. Pekali suhu bergantung pada suhu cecair, tetapi dalam selang suhu yang kecil ia boleh dianggap malar. Atas sebab ini, kebanyakan refraktometer tidak mempunyai kawalan suhu, tetapi beberapa reka bentuk menyediakannya

termostat air.

Ekstrapolasi linear indeks biasan dengan perubahan suhu boleh diterima untuk perbezaan suhu yang kecil (10 – 20°C).

Penentuan tepat indeks biasan dalam julat suhu yang luas dijalankan menggunakan formula empirik dalam bentuk:

nt=n0+at+bt2+…

Untuk refraktometri larutan pada julat kepekatan yang luas

gunakan jadual atau formula empirikal. Paparan kebergantungan -

indeks biasan larutan akueus beberapa bahan bergantung kepada kepekatan

adalah hampir dengan linear dan memungkinkan untuk menentukan kepekatan bahan-bahan ini dalam

air dalam julat kepekatan yang luas (Rajah 4) menggunakan pembiasan

tometer.

Rajah 4 - Indeks biasan beberapa larutan akueus

Biasanya n badan cecair dan pepejal ditentukan oleh refraktometer dengan ketepatan

sehingga 0.0001. Yang paling biasa ialah refraktometer Abbe (Rajah 5) dengan blok prisma dan pemampas serakan, yang membolehkan nD ditentukan dalam cahaya "putih" menggunakan skala atau penunjuk digital.

Rajah 5 - Refractometer Abbe (IRF-454; IRF-22)

Pembiasan atau pembiasan ialah fenomena di mana perubahan arah sinar cahaya atau gelombang lain berlaku apabila ia melintasi sempadan yang memisahkan dua media, kedua-duanya telus (mengirim gelombang ini) dan di dalam medium di mana sifatnya terus berubah.

Kami menghadapi fenomena pembiasan agak kerap dan menganggapnya sebagai fenomena setiap hari: kita dapat melihat bahawa sebatang kayu yang terletak di dalam kaca telus dengan cecair berwarna "pecah" pada titik pemisahan udara dan air (Rajah 1). Apabila cahaya dibiaskan dan dipantulkan semasa hujan, kita bergembira apabila kita melihat pelangi (Gamb. 2).

Indeks biasan ialah ciri penting bagi bahan yang dikaitkan dengan sifat fizikokimianya. Ia bergantung pada nilai suhu, serta pada panjang gelombang cahaya di mana penentuan dijalankan. Menurut data kawalan kualiti dalam larutan, indeks biasan dipengaruhi oleh kepekatan bahan yang terlarut di dalamnya, serta sifat pelarut. Khususnya, indeks biasan serum darah dipengaruhi oleh jumlah protein yang terkandung di dalamnya. Ini disebabkan oleh fakta bahawa dengan kelajuan penyebaran sinar cahaya yang berbeza dalam media yang mempunyai ketumpatan yang berbeza, arahnya berubah pada antara muka antara kedua-duanya. media. Jika kita membahagikan kelajuan cahaya dalam vakum dengan kelajuan cahaya dalam bahan yang dikaji, kita mendapat indeks biasan mutlak (indeks biasan). Dalam amalan, indeks biasan relatif (n) ditentukan, iaitu nisbah kelajuan cahaya dalam udara kepada kelajuan cahaya dalam bahan yang dikaji.

Indeks biasan ditentukan secara kuantitatif menggunakan peranti khas - refraktometer.

Refractometri ialah salah satu kaedah analisis fizikal yang paling mudah dan boleh digunakan dalam makmal kawalan kualiti dalam pengeluaran bahan kimia, makanan, bahan tambahan makanan aktif secara biologi, kosmetik dan jenis produk lain dengan masa yang minimum dan bilangan sampel yang diuji.

Reka bentuk refraktometer adalah berdasarkan fakta bahawa sinar cahaya dipantulkan sepenuhnya apabila ia melalui sempadan dua media (satu daripadanya adalah prisma kaca, yang lain adalah penyelesaian ujian) (Rajah 3).

nasi. 3. Rajah refraktometer

Dari sumber (1), pancaran cahaya jatuh pada permukaan cermin (2), kemudian, dipantulkan, melalui prisma pencahayaan atas (3), kemudian ke prisma pengukur bawah (4), yang diperbuat daripada kaca dengan indeks biasan yang tinggi. 1–2 titik sampel digunakan antara prisma (3) dan (4) menggunakan kapilari. Untuk mengelakkan kerosakan mekanikal pada prisma, adalah perlu untuk tidak menyentuh permukaannya dengan kapilari.

Melalui kanta mata (9) medan dengan garis bersilang dilihat untuk mewujudkan antara muka. Apabila menggerakkan kanta mata, titik persilangan medan mesti diselaraskan dengan antara muka (Rajah 4). Satah prisma (4) memainkan peranan antara muka, pada permukaan yang sinaran cahaya dibiaskan. Oleh kerana sinaran bertaburan, sempadan antara cahaya dan bayang-bayang menjadi kabur, berwarna-warni. Fenomena ini dihapuskan oleh pemampas penyebaran (5). Rasuk kemudiannya melalui kanta (6) dan prisma (7). Plat (8) mempunyai garis penglihatan (dua garis lurus bersilang), serta skala dengan indeks biasan, yang diperhatikan melalui kanta mata (9). Indeks biasan dikira daripadanya.

Garis pemisah antara sempadan medan akan sepadan dengan sudut pantulan total dalaman, yang bergantung pada indeks biasan sampel.

Refraktometri digunakan untuk menentukan ketulenan dan ketulenan sesuatu bahan. Kaedah ini juga digunakan untuk menentukan kepekatan bahan dalam larutan semasa kawalan kualiti, yang dikira menggunakan graf penentukuran (graf yang menunjukkan pergantungan indeks biasan sampel pada kepekatannya).

Di KorolevPharm, indeks biasan ditentukan mengikut dokumentasi kawal selia yang diluluskan semasa pemeriksaan masuk bahan mentah, dalam ekstrak pengeluaran kami sendiri, serta semasa pengeluaran produk siap. Penentuan dibuat oleh pekerja berkelayakan makmal fizikal dan kimia bertauliah menggunakan refraktometer IRF-454 B2M.

Jika, berdasarkan hasil pemeriksaan masuk bahan mentah, indeks biasan tidak memenuhi keperluan yang diperlukan, jabatan kawalan kualiti mengeluarkan Laporan Ketidakpatuhan, berdasarkan kumpulan bahan mentah ini dikembalikan kepada pembekal .

Kaedah penentuan

1. Sebelum memulakan pengukuran, kebersihan permukaan prisma yang bersentuhan antara satu sama lain diperiksa.

2. Menyemak titik sifar. Sapukan 2÷3 titis air suling ke permukaan prisma penyukat dan tutup dengan prisma pencahayaan dengan teliti. Kami membuka tingkap pencahayaan dan, menggunakan cermin, memasang sumber cahaya dalam arah yang paling sengit. Dengan memutarkan skru kanta mata, kami memperoleh perbezaan yang jelas dan tajam antara medan gelap dan terang dalam bidang pandangannya. Kami memutar skru dan mengarahkan garis bayang dan cahaya supaya ia bertepatan dengan titik di mana garis bersilang di tingkap atas kanta mata. Pada garis menegak di tingkap bawah kanta mata kita melihat hasil yang diingini - indeks biasan air suling pada 20 ° C (1.333). Jika bacaannya berbeza, gunakan skru untuk menetapkan indeks biasan kepada 1.333, dan menggunakan kekunci (keluarkan skru pelarasan) bawa sempadan bayang-bayang dan cahaya ke titik di mana garis bersilang.

3. Tentukan indeks biasan. Kami mengangkat ruang prisma pencahayaan dan mengeluarkan air dengan kertas penapis atau serbet kasa. Seterusnya, sapukan 1-2 titis larutan ujian pada permukaan prisma penyukat dan tutup ruang. Putar skru sehingga sempadan bayang-bayang dan cahaya bertepatan dengan titik persilangan garisan. Pada garis menegak di tingkap bawah kanta mata kita melihat hasil yang diingini - indeks biasan sampel ujian. Kami mengira indeks biasan menggunakan skala di tingkap bawah kanta mata.

4. Dengan menggunakan graf penentukuran, kami mewujudkan hubungan antara kepekatan larutan dan indeks biasan. Untuk membina graf, adalah perlu untuk menyediakan penyelesaian piawai beberapa kepekatan menggunakan persediaan bahan tulen kimia, mengukur indeks biasan mereka dan plot nilai yang diperoleh pada paksi ordinat, dan kepekatan penyelesaian yang sepadan pada paksi absis. Ia adalah perlu untuk memilih selang kepekatan di mana hubungan linear diperhatikan antara kepekatan dan indeks biasan. Kami mengukur indeks biasan sampel yang dikaji dan menggunakan graf untuk menentukan kepekatannya.

Cahaya dengan sifatnya bergerak masuk persekitaran yang berbeza pada kelajuan yang berbeza. Semakin tumpat medium, semakin rendah kelajuan perambatan cahaya di dalamnya. Satu ukuran yang sesuai telah ditetapkan yang berkaitan dengan kedua-dua ketumpatan bahan dan dengan kelajuan perambatan cahaya dalam bahan tersebut. Ukuran ini dipanggil indeks biasan. Bagi mana-mana bahan, indeks biasan diukur berbanding dengan kelajuan cahaya dalam vakum (vakum selalunya dipanggil ruang bebas). Formula berikut menerangkan hubungan ini.

Semakin tinggi indeks biasan sesuatu bahan, semakin tumpat bahan itu. Apabila sinar cahaya melalui satu bahan ke bahan lain (dengan indeks biasan yang berbeza), sudut biasan akan berbeza daripada sudut tuju. Sinar cahaya yang menembusi medium dengan indeks biasan yang lebih rendah akan keluar pada sudut yang lebih besar daripada sudut tuju. Sinar cahaya yang menembusi medium dengan indeks biasan yang tinggi akan keluar pada sudut kurang daripada sudut tuju. Ini ditunjukkan dalam Rajah. 3.5.

nasi. 3.5.a. Rasuk melalui dari medium N 1 tinggi ke medium N 2 rendah

nasi. 3.5.b. Sinar yang melalui dari medium N 1 rendah ke medium N 2 tinggi

Dalam kes ini, θ 1 ialah sudut tuju, dan θ 2 ialah sudut biasan. Beberapa indeks biasan biasa disenaraikan di bawah.

Adalah menarik untuk diperhatikan bahawa untuk sinar-X indeks biasan kaca sentiasa kurang daripada udara, jadi apabila melalui udara ke kaca ia terpesong jauh dari serenjang, dan bukan ke arah serenjang, seperti sinar cahaya.