Определение показателя преломления жидкостей с помощью рефрактометра
В рефрактометрах для измерения показателей преломления жидкостей используется явление полного внутреннего отражения света. Исследуемая жидкость помещается в зазор между гранями двух призм (рисунок 2.4). Верхняя призма вспомогательная, ее грань ВС матовая и служит для освещения жидкости рассеянным светом. Нижняя призма - измерительная, с преломляющим углом А и показателем преломления N.
Показатель преломления измерительной призмы должен быть больше показателя преломления исследуемой жидкости.. Поверхность вспомогательной призмы освещается через боковую грань К. Матовая поверхность этой призмы служит источником рассеянного света. Этот свет падает на исследуемую поверхность и содержит лучи с углами падения от 0о до 90о. Луч, угол падения которого на поверхность измерительной призмы i » 90°, называется скользящим. Скользящий луч пройдет в измерительной призме через точку О под углом r, значение которого можно определить по закону преломления из соотношения
, (2.10)
где n- показатель преломления жидкости.
Так как N>n, то на границе жидкость - измерительная призма наблюдается явление, обратное полному внутреннему отражению.
Предельный угол выхода луча из измерительной призмы в воздух можно определить из соотношения
(2.11)
Преломляющий угол призмы
А= r + r` (2.12)
Рисунок 2.4
Из (2.10), (2.11) и (2.12) следует, что показатель преломления жидкости
(2.13)
Для расчета показателя преломления жидкости по формуле (2.13) надо измерить угол i¢ выхода граничного луча из измерительной призмы рефрактометра. Шкала рефрактометра градуируется в значениях показателя преломления n жидкостей. Градуировку шкалы проводят при 20°С для желтой линии натрия (l=589 нм).
Контрольные вопросы
1 Что называется абсолютным и относительным показателем преломления?
2 От чего зависит показатель преломления вещества?
3 В чем заключается явление полного внутреннего отражения? Практическое применение этого явления.
4 Нарисуйте ход лучей в микроскопе.
5 Как влияет толщина пластинки на точность определения показателя преломления?
6 Как образуется граница темного и светлого полей зрения рефрактометра?
7 Нарисуйте ход лучей в рефрактометре.
8 Сформулируйте законы отражения и преломления света.
9 Почему при рассмотрении предмета через плоскую стеклянную пластинку он кажется расположенным ближе?
10 Как зависит показатель преломления среды от угла падения, длины волны падающего света, температуры?