Формула Лоренц-Лорентца. Понятие об удельной рефракции вещества

Показатель преломления n, являясь оптической характеристикой вещества, вследствие дисперсии электромагнитных волн зависит и от свойств света. Под дисперсией понимают зависимость скорости распространения волны от частоты света. Классическая теория дисперсии света была создана голландским физиком Г.А. Лорентцем на основе разработанной им электронной теории вещества и электромагнитной теории Максвелла. Сущность взаимодействия света с веществом сводится к интерференции первичной световой волны, падающей на вещество, со вторичными волнами, источниками которых являются валентные электроны вещества, совершающие вынужденные электромагнитные колебания под действием переменного электрического поля падающей на вещество световой волны.

Г.А.Лорентцем и датским физиком Л Лоренцем, развивавшем домаксвелловское представление о природе света, одновременно была получена формула, которая теперь называется формулой Лоренц-Лорентца и записывается в виде:

, (5.5)

где N₀ - число Авогадро, a - поляризуемость молекулы. m и r - молярная масса и плотность вещества соответственно.

Поляризуемость a молекулы, зависящая в теории дисперсии от соотношения собственной круговой частоты колебаний электронного

облака и круговой частоты колебаний волны, приблизительно равна объему электронной оболочки молекулы:

, (5.6)

где r -эффективный радиус молекулы.

Так как данные вещества и данные частоты электромагнитной волны a и m постоянны, формуле Лоренц - Лорентца можно придать следующий вид:

(5.7)

Постоянную величину, обозначенную через R, назвали удельной рефрак­цией вещества. Согласно формуле Лоренц-Лорентца удельная рефракция не должна зависеть от плотности вещества.

Для смеси N веществ рефракция R в ряде случаев хорошо описывается эмпирической формулой:

(5.8)

где m_i - масса i-го компонента смеси, - масса смеси, и R_i - относительная массовая концентрация и удельная рефракция i-го компонента соответственно.

Для двухкомпонентного раствора с учетом эмпирического соотношения (5.8) формулой Лоренц-Лорентца приводится к виду:

(5.9)

где n₁, n₂ и n - показатели преломления первого, второго компонентов и смеси соответственно, - относительно объемная концентрация первого компонента.

Дата добавления: 2015-06-04