Теоретична частина

Визначення показника заломлення рідини спектрометром Аббе

Прилади і матеріали: 1. Рефрактометр Аббе;

2. Набір рідин для дослідження;

3. М’яка ганчірка.

Література: В.Є.Вінниченко Фізичний практикум. – 1959. – робота 69.

Промінь світла, переходячи з одного оптичного середовища в інше, заломлюється, тобто на межі цих двох середовищ змінює свій напрям. Виникає це внаслідок зміни швидкості поширення світла, яка в пустоті для всіх променів однакова – 310 м/с, тоді як в інших середовищах змінюється неоднаково і залежить від кольору променів, тобто від довжини хвилі. З видимих променів при переході їх в оптично густіше середовище найбільше заломлюється фіолетовий промінь, а найменше – червоний.

Як відомо, відношення сінуса кута падіння до сінуса кута заломлення для даних двох середовищ є величина стала і має назву показника заломлення другого середовища відносно першого. Коли кажуть про показник заломлення даної речовини, то завжди мають на увазі показник цієї речовини відносно пустоти, тобто так званий абсолютний показник заломлення (слово “абсолютний” звичайно не вживають).

На практиці через малу заломлюваність повітря при визначенні абсолютного показника заломлення середовища користуються переходом променя з повітря в дане середовище.

Нехай промінь переходить з одного середовища з абсолютним показником заломлення в інше середовище з абсолютним показником заломлення (рис.1), тоді повинна задовольнитися така рівність

, (1)

– кут падіння в середовищі з показником заломлення ,

– кут заломлення в середовищі з показником заломлення .

Справді, для 1-го середовища ,

для 2-го середовища , звідки

.

Якщо кут падіння в першому середовищі (рис.1) = 90° (промінь ковзає по поверхні розділу середовища), то рівняння 1 матиме простіший вигляд:

або , (2)

де – граничний кут, тобто такий кут падіння, коли промінь, переходячи з оптично густішого середовища 2 в середовище 1, оптично менш густе, дає кут заломлення 90°. При більшому куті падіння вже матиме місце явище повного внутрішнього відбивання. Знаючи показник заломлення 2-го середовища і граничний кут , можна з рівняння 2 знайти показник заломлення 1-го середовища. Якщо 1-е середовище є рідина, то, очевидно, при тому самому показнику заломлення 2-го середовища рідинам різного показника заломлення відповідають різні граничні кути .

Рис. 1 Рис. 2 Рис. 3

Отже при переході променя з оптично менш густого середовища в оптично густіше, кут заломлення завжди менший від кута падіння. І якщо промені падатимуть під кутом від 0 до 90°, то заломлені промені ввійдуть в 2-ге середовище з більшим показником заломлення, під кутами від 0 до (рис.1). Кутів заломлення, більших від не буде, і на заштрихованому на рисунку просторі буде темно. На знаходженні цього граничного кута , що служить для визначення межі поширення світла, і грунтується метод для визначення показника заломлення різних середовищ рефрактометром.

Дата добавления: 2015-06-04