Методика измерения показателя преломления вещества спомощью рефрактометра

В основе измерения показателя преломления жидкости рефрактомет­ром лежит явление полного внутреннего отражения.

Рис. 5.2. Ход лучей в призмах при использовании метода скользящего луча

(сплошная линия) и метода полного внутреннего отражения (пунктирная линия)

Между гипотенузными гранями двух одинаковых прямоугольных призм, изготовленных из стекла с большим показателем преломления n_c, помещен тонкий слой жидкости, который n_ж неизвестен. Матовая грань АС рассеивает свет под всевозможными углами (0 £ a£ p/2). Скользящему лучу (a=p/2) соответствует предельный угол преломления b. Закон преломления для этого случая запишется в виде:

(5.10)

Так как преломленные лучи с углами больше b не возникают, то угол g выхода лучей из призмы может принимать значения только из интервала g^/£ g £ p/2, где g^/ - предельный угол выхода луча из призмы, являющегося границей раздела света и темноты.

Найдем связь между предельным углом выхода g^/ луча из призмы и показателем преломления жидкости n_ж. Из рис.5.2 следует, что преломляющий угол q определяется равенством:

q = b^/+ r^/ (5.11)

Проведение луча, идущего внутри призмы под предельным углом преломления b^/ на границе призма- воздух, определяется законом:

(5.12)

Решая совместно (5.l0) (5.11) и 5.12) получим формулу для

показателя преломления жидкости в виде:

(5.13)

Из формулы (5.13) следует, что предельный угол выхода лучей из призмы зависит только от показателя преломления жидкости, так как преломляющий угол q призмы и показатель преломления n_c материала призмы являются постоянными величинами. Зная q, n_c и g^/, можно по формуле (5.13) вычислить n_ж.

Полученное соотношение (5.13) остается в силе, если свет направить на матовую грань МК. Падая под всевозможными углами 0£b£p/2 на грань ДК, являющейся границей раздела, свет испытывает частичное отражение при b < b^/ и полное внутренне отражение приb< b^/, если n_ж <n_c. Предельным углом падения b' называется угол, которому соответствует угол преломления, равный p/2. Таким образом и при втором способе освещения тот же предельный луч, выходящий из призмы под углом g^/, является границей света и полутени.

Дата добавления: 2015-06-04