გარდატეხის ინდექსი(რეფრაქციების მაჩვენებელი) - ოპტიკური. დამახასიათებელი გარემოსთვის, რომელიც დაკავშირებულია სინათლის რეფრაქციაორ გამჭვირვალე ოპტიკურად ერთგვაროვან და იზოტროპულ მედიას შორის ინტერფეისზე ერთი გარემოდან მეორეზე გადასვლისას და მედიაში სინათლის გავრცელების ფაზური სიჩქარის სხვაობის გამო. P. p.-ის მნიშვნელობა უდრის ამ სიჩქარის თანაფარდობას. ნათესავი

ამ გარემოების პ. გვ. თუ სინათლე ეცემა მეორე ან პირველ გარემოზე (საიდან არის სინათლის სიჩქარე თან), შემდეგ რაოდენობები ამ საშუალოების აბსოლუტური pp. ამ შემთხვევაში, გარდატეხის კანონი შეიძლება დაიწეროს იმ ფორმით, სადაც და არის დაცემის და გარდატეხის კუთხეები.

აბსოლუტური სიმძლავრის კოეფიციენტის სიდიდე დამოკიდებულია ნივთიერების ბუნებასა და სტრუქტურაზე, მისი აგრეგაციის მდგომარეობაზე, ტემპერატურაზე, წნევაზე და ა.შ. მაღალი ინტენსივობის დროს სიმძლავრის ფაქტორი დამოკიდებულია სინათლის ინტენსივობაზე (იხ. არაწრფივი ოპტიკა). რიგ ნივთიერებებში გარე გავლენის გავლენით იცვლება პ. ელექტრო ველები ( კერის ეფექტი- სითხეებსა და აირებში; ელექტრო-ოპტიკური ჯიბის ეფექტი- კრისტალებში).

მოცემული გარემოსთვის, შთანთქმის ზოლი დამოკიდებულია სინათლის ტალღის სიგრძეზე l, ხოლო შთანთქმის ზოლების რეგიონში ეს დამოკიდებულება ანომალიურია (იხ. სინათლის დისპერსია).რენტგენზე. რეგიონი, სიმძლავრის კოეფიციენტი თითქმის ყველა მედიისთვის არის 1-თან ახლოს, ხილულ რეგიონში სითხეებისა და მყარი ნივთიერებებისთვის არის დაახლოებით 1,5; IR რეგიონში რამდენიმე გამჭვირვალე მედიისთვის 4.0 (Ge-სთვის).

მათ ახასიათებთ ორი PP: ჩვეულებრივი (იზოტროპული მედიის მსგავსი) და არაჩვეულებრივი, რომელთა სიდიდე დამოკიდებულია სხივის დაცემის კუთხეზე და, შესაბამისად, გარემოში სინათლის გავრცელების მიმართულებაზე (იხ. კრისტალური ოპტიკაშთანთქმის მქონე მედიისთვის (კერძოდ, ლითონებისთვის), შთანთქმის კოეფიციენტი არის რთული მნიშვნელობა და შეიძლება წარმოდგენილი იყოს სახით, სადაც ჰა არის ჩვეულებრივი შთანთქმის კოეფიციენტი და არის შთანთქმის ინდექსი (იხ. სინათლის შთანთქმა, ლითონის ოპტიკა).

P. p. არის მაკროსკოპული. გარემოს თავისებურებები და მასთან დაკავშირებული დიელექტრიკული მუდმივინ მაგ. გამტარიანობა კლასიკური ელექტრონების თეორია (იხ სინათლის დისპერსია) საშუალებას გვაძლევს დავაკავშიროთ P. p. მნიშვნელობა მიკროსკოპულთან. გარემოს მახასიათებლები - ელექტრონული პოლარიზებაატომი (ან მოლეკულა) ატომების ბუნებისა და სინათლისა და საშუალო სიხშირის მიხედვით: სად ნ- ატომების რაოდენობა ერთეულ მოცულობაზე. ატომზე (მოლეკულაზე) მოქმედი ელექტროენერგია. სინათლის ტალღის ველი იწვევს ოპტიკური ტალღის გადაადგილებას. ელექტრონი წონასწორული პოზიციიდან; ატომი იძენს ინდუქტორებს. დიპოლური მომენტი დროში იცვლება დაცემის სინათლის სიხშირით და არის მეორადი თანმიმდევრული ტალღების წყარო, რომელიც. ერევა გარემოზე ტალღის ინციდენტში, ისინი ქმნიან შედეგად სინათლის ტალღას, რომელიც გავრცელდება გარემოში ფაზური სიჩქარით და, შესაბამისად,

ჩვეულებრივი (არალაზერული) სინათლის წყაროების ინტენსივობა შედარებით დაბალია, ელექტრული ინტენსივობა. ატომზე მოქმედი სინათლის ტალღის ველი გაცილებით ნაკლებია ვიდრე შიდაატომური ელექტროენერგია. ველები და ელექტრონი ატომში შეიძლება ჩაითვალოს ჰარმონიულად. ოსცილატორი. ამ მიახლოებით, მნიშვნელობა და P. p.

ისინი მუდმივი რაოდენობებია (მიცემულ სიხშირეზე), სინათლის ინტენსივობისგან დამოუკიდებელი. მძლავრი ლაზერების მიერ შექმნილი ინტენსიური სინათლის ნაკადებში, ელექტრული მნიშვნელობა. სინათლის ტალღის ველი შეიძლება შეესაბამებოდეს შიდაატომურ ელექტრო ენერგიას. ველები და ჰარმონიის ოსცილატორის მოდელი მიუღებელი აღმოჩნდება. ელექტრონ-ატომის სისტემაში ძალების არაჰარმონიულობის გათვალისწინება იწვევს ატომის პოლარიზებადობის და, შესაბამისად, ნაწილაკების პოლარიზებადობის დამოკიდებულებას სინათლის ინტენსივობაზე. და-ს შორის ურთიერთობა არაწრფივია; P. p. შეიძლება წარმოდგენილი იყოს ფორმით

სად - P. p. დაბალი განათების ინტენსივობით; (ჩვეულებრივ მიღებული აღნიშვნა) - არაწრფივი დამატება P. p., ან კოეფიციენტი. არაწრფივობა. P. p. დამოკიდებულია გარემოს ბუნებაზე, მაგალითად. სილიკატური სათვალეებისთვის

P. p. ასევე გავლენას ახდენს მაღალი ინტენსივობით ეფექტის შედეგად ელექტროსტრიქციასაშუალო სიმკვრივის შეცვლა, მაღალი სიხშირე ანიზოტროპული მოლეკულებისთვის (თხევადში) და ასევე აბსორბციით გამოწვეული ტემპერატურის მატების შედეგად

პროცესები, რომლებიც დაკავშირებულია სინათლესთან, ფიზიკის მნიშვნელოვანი კომპონენტია და ჩვენს ყოველდღიურ ცხოვრებაში ყველგან გარს გვიხვევს. ამ სიტუაციაში ყველაზე მნიშვნელოვანია სინათლის არეკვლისა და გარდატეხის კანონები, რომლებზეც დაფუძნებულია თანამედროვე ოპტიკა. სინათლის რეფრაქცია თანამედროვე მეცნიერების მნიშვნელოვანი ნაწილია.

დამახინჯების ეფექტი

ეს სტატია გეტყვით, რა არის სინათლის გარდატეხის ფენომენი, ასევე როგორ გამოიყურება გარდატეხის კანონი და რა მომდინარეობს მისგან.

ფიზიკური ფენომენის საფუძვლები

როდესაც სხივი ეცემა ზედაპირზე, რომელიც გამოყოფილია ორი გამჭვირვალე ნივთიერებით, რომლებსაც აქვთ განსხვავებული ოპტიკური სიმკვრივე (მაგალითად, სხვადასხვა ჭიქები ან წყალში), სხივების ნაწილი აირეკლება, ნაწილი კი მეორე სტრუქტურაში შეაღწევს (მაგალითად, ისინი გამრავლდებიან წყალში ან ჭიქაში). ერთი საშუალოდან მეორეზე გადაადგილებისას სხივი ჩვეულებრივ იცვლის მიმართულებას. ეს არის სინათლის რეფრაქციის ფენომენი.
სინათლის არეკვლა და გარდატეხა განსაკუთრებით შესამჩნევია წყალში.

დამახინჯების ეფექტი წყალში

წყალში ნივთებს რომ ვუყურებ, ისინი დამახინჯებულები ჩანან. ეს განსაკუთრებით შესამჩნევია ჰაერისა და წყლის საზღვარზე. ვიზუალურად, წყალქვეშა ობიექტები ოდნავ გადახრილი ჩანს. აღწერილი ფიზიკური ფენომენი არის ზუსტად ის მიზეზი, რის გამოც ყველა ობიექტი წყალში დამახინჯებული ჩანს. როდესაც სხივები მინაზე მოხვდება, ეს ეფექტი ნაკლებად შესამჩნევია.
სინათლის რეფრაქცია არის ფიზიკური ფენომენი, რომელიც ხასიათდება მზის სხივის მოძრაობის მიმართულების ცვლილებით იმ მომენტში, როდესაც ის ერთი საშუალოდან (სტრუქტურიდან) მეორეზე გადადის.
ამ პროცესის გაგების გასაუმჯობესებლად განვიხილოთ ჰაერიდან წყალში სხივის მოხვედრის მაგალითი (მსგავსად მინის შემთხვევაში). ინტერფეისის გასწვრივ პერპენდიკულარული ხაზის დახაზვით, შესაძლებელია სინათლის სხივის გარდატეხის და დაბრუნების კუთხის გაზომვა. ეს ინდექსი (გატეხვის კუთხე) შეიცვლება, როდესაც ნაკადი შეაღწევს წყალს (მინის შიგნით).
Შენიშვნა! ეს პარამეტრი გაგებულია, როგორც კუთხე, რომელიც წარმოიქმნება ორი ნივთიერების გამოყოფის პერპენდიკულურით, როდესაც სხივი შეაღწევს პირველი სტრუქტურიდან მეორეში.

სხივის გადასასვლელი

იგივე მაჩვენებელი დამახასიათებელია სხვა გარემოებისთვის. დადგენილია, რომ ეს მაჩვენებელი დამოკიდებულია ნივთიერების სიმკვრივეზე. თუ სხივი ნაკლებად მკვრივი სტრუქტურიდან ეცემა, მაშინ შექმნილი დამახინჯების კუთხე უფრო დიდი იქნება. და თუ პირიქითაა, მაშინ ნაკლებია.
ამავდროულად, კლების ფერდობის ცვლილება ამ მაჩვენებელზეც აისახება. მაგრამ მათ შორის ურთიერთობა არ რჩება მუდმივი. ამავდროულად, მათი სინუსების თანაფარდობა დარჩება მუდმივი მნიშვნელობა, რაც აისახება შემდეგი ფორმულით: sinα / sinγ = n, სადაც:

• n არის მუდმივი მნიშვნელობა, რომელიც აღწერილია თითოეული კონკრეტული ნივთიერებისთვის (ჰაერი, მინა, წყალი და ა.შ.). ამიტომ, რა იქნება ეს მნიშვნელობა, შეიძლება განისაზღვროს სპეციალური ცხრილების გამოყენებით;
• α – დაცემის კუთხე;
• γ – გარდატეხის კუთხე.

ამ ფიზიკური ფენომენის დასადგენად შეიქმნა გარდატეხის კანონი.

ფიზიკური კანონი

სინათლის ნაკადების გარდატეხის კანონი საშუალებას გვაძლევს განვსაზღვროთ გამჭვირვალე ნივთიერებების მახასიათებლები. თავად კანონი შედგება ორი დებულებისგან:

• Პირველი ნაწილი. სხივი (შემთხვევა, მოდიფიცირებული) და პერპენდიკულარი, რომელიც აღდგენილია ზღვარზე დაცემის წერტილში, მაგალითად, ჰაერისა და წყლის (მინა და ა.შ.) ერთ სიბრტყეში განთავსდება;
• მეორე ნაწილი. დაცემის კუთხის სინუსის შეფარდება საზღვრის გადაკვეთისას წარმოქმნილი იმავე კუთხის სინუსთან იქნება მუდმივი მნიშვნელობა.

კანონის აღწერა

ამ შემთხვევაში, იმ მომენტში, როდესაც სხივი გამოდის მეორე სტრუქტურიდან პირველში (მაგალითად, როდესაც სინათლის ნაკადი გადის ჰაერიდან, მინის გავლით და ისევ ჰაერში), ასევე მოხდება დამახინჯების ეფექტი.

მნიშვნელოვანი პარამეტრი სხვადასხვა ობიექტებისთვის

ამ სიტუაციაში მთავარი მაჩვენებელია დაცემის კუთხის სინუსის თანაფარდობა მსგავს პარამეტრთან, მაგრამ დამახინჯებისთვის. როგორც ზემოთ აღწერილი კანონიდან ჩანს, ეს მაჩვენებელი მუდმივი მნიშვნელობაა.
უფრო მეტიც, როდესაც დაცემის ფერდობის მნიშვნელობა იცვლება, იგივე სიტუაცია იქნება დამახასიათებელი მსგავსი ინდიკატორისთვის. ამ პარამეტრს დიდი მნიშვნელობა აქვს, რადგან გამჭვირვალე ნივთიერებების განუყოფელი მახასიათებელია.

ინდიკატორები სხვადასხვა ობიექტებისთვის

ამ პარამეტრის წყალობით, საკმაოდ ეფექტურად შეგიძლიათ განასხვავოთ მინის ტიპები, ასევე სხვადასხვა ძვირფასი ქვები. ასევე მნიშვნელოვანია სხვადასხვა გარემოში სინათლის სიჩქარის განსაზღვრისათვის.

Შენიშვნა! სინათლის ნაკადის ყველაზე მაღალი სიჩქარე ვაკუუმშია.

ერთი ნივთიერებიდან მეორეზე გადასვლისას მისი სიჩქარე იკლებს. მაგალითად, ალმასში, რომელსაც აქვს ყველაზე მაღალი რეფრაქციული ინდექსი, ფოტონის გავრცელების სიჩქარე ჰაერზე 2,42-ჯერ მეტი იქნება. წყალში ისინი 1,33-ჯერ ნელა გავრცელდებიან. სხვადასხვა ტიპის მინისთვის ეს პარამეტრი 1.4-დან 2.2-მდე მერყეობს.

Შენიშვნა! ზოგიერთ სათვალეს აქვს რეფრაქციული ინდექსი 2.2, რაც ძალიან ახლოს არის ბრილიანტთან (2.4). ამიტომ, ყოველთვის არ არის შესაძლებელი შუშის ნაჭერის გარჩევა ნამდვილი ბრილიანტისგან.

ნივთიერებების ოპტიკური სიმკვრივე

სინათლეს შეუძლია შეაღწიოს სხვადასხვა ნივთიერებების მეშვეობით, რომლებიც ხასიათდება სხვადასხვა ოპტიკური სიმკვრივით. როგორც ადრე ვთქვით, ამ კანონის გამოყენებით შეგიძლიათ განსაზღვროთ საშუალო (სტრუქტურის) დამახასიათებელი სიმკვრივე. რაც უფრო მკვრივია ის, მით უფრო ნელია სინათლის გავრცელების სიჩქარე მასში. მაგალითად, მინა ან წყალი ოპტიკურად უფრო მკვრივი იქნება ვიდრე ჰაერი.
გარდა იმისა, რომ ეს პარამეტრი მუდმივი მნიშვნელობაა, ის ასევე ასახავს სინათლის სიჩქარის თანაფარდობას ორ ნივთიერებაში. ფიზიკური მნიშვნელობა შეიძლება გამოისახოს შემდეგი ფორმულის სახით:

ეს მაჩვენებელი გვიჩვენებს, თუ როგორ იცვლება ფოტონების გავრცელების სიჩქარე ერთი ნივთიერებიდან მეორეზე გადასვლისას.

კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი მაჩვენებელი

როდესაც სინათლის ნაკადი მოძრაობს გამჭვირვალე ობიექტებში, შესაძლებელია მისი პოლარიზაცია. იგი შეინიშნება დიელექტრიკული იზოტროპული მედიიდან სინათლის ნაკადის გავლისას. პოლარიზაცია ხდება მაშინ, როდესაც ფოტონები გადიან მინაში.

პოლარიზაციის ეფექტი

ნაწილობრივი პოლარიზაცია შეინიშნება, როდესაც სინათლის ნაკადის დაცემის კუთხე ორი დიელექტრიკის საზღვარზე განსხვავდება ნულიდან. პოლარიზაციის ხარისხი დამოკიდებულია იმაზე, თუ რა იყო დაცემის კუთხეები (ბრუსტერის კანონი).

სრული შიდა ასახვა

ჩვენი მოკლე ექსკურსიის დასასრულს, ჯერ კიდევ აუცილებელია ასეთი ეფექტის სრული შიდა ასახვა.

სრული ჩვენების ფენომენი

იმისათვის, რომ ეს ეფექტი გამოჩნდეს, საჭიროა გაიზარდოს სინათლის ნაკადის დაცემის კუთხე მისი გადასვლის მომენტში ნივთიერებებს შორის ინტერფეისზე უფრო მკვრივიდან ნაკლებად მკვრივ გარემოზე. იმ სიტუაციაში, როდესაც ეს პარამეტრი აღემატება გარკვეულ შეზღუდულ მნიშვნელობას, მაშინ ამ მონაკვეთის საზღვარზე მომხდარი ფოტონები მთლიანად აისახება. სინამდვილეში, ეს იქნება ჩვენი სასურველი ფენომენი. მის გარეშე შეუძლებელი იყო ოპტიკურ-ბოჭკოვანი სისტემის დამზადება.

დასკვნა

სინათლის ნაკადის ქცევის პრაქტიკულმა გამოყენებამ ბევრი რამ მისცა, შექმნა სხვადასხვა ტექნიკური მოწყობილობა ჩვენი ცხოვრების გასაუმჯობესებლად. ამავდროულად, სინათლეს ჯერ არ გამოუვლენია კაცობრიობისთვის მთელი თავისი შესაძლებლობები და მისი პრაქტიკული პოტენციალი ჯერ ბოლომდე არ არის რეალიზებული.

როგორ გააკეთოთ ქაღალდის ნათურა საკუთარი ხელით
როგორ შევამოწმოთ LED ზოლის მუშაობა

სინათლის გარდატეხის კანონი. აბსოლუტური და ფარდობითი რეფრაქციული ინდექსები (კოეფიციენტები). სულ შიდა ასახვა

სინათლის გარდატეხის კანონიდაარსდა ექსპერიმენტულად მე-17 საუკუნეში. როდესაც სინათლე გადადის ერთი გამჭვირვალე გარემოდან მეორეზე, სინათლის მიმართულება შეიძლება შეიცვალოს. სინათლის მიმართულების ცვლილებას სხვადასხვა მედიის საზღვარზე სინათლის რეფრაქცია ეწოდება. რეფრაქციის შედეგად ხდება ობიექტის ფორმის აშკარა ცვლილება. (მაგალითად: კოვზი ჭიქა წყალში). სინათლის გარდატეხის კანონი: ორი მედიის საზღვარზე, გარდატეხილი სხივი დევს დაცემის სიბრტყეში და აყალიბებს, დაცემის წერტილში აღდგენილი ფენის ნორმალურად, გარდატეხის ისეთი კუთხე, რომ: =n 1-დაწევა, 2-არეკვლა, n-რეფრაქციული ინდექსი (f. Snelius) - შედარებითი მაჩვენებელიუჰაერო სივრციდან გარემოზე დაცემის სხივის რეფრაქციულ ინდექსს მისი ეწოდება აბსოლუტური რეფრაქციული ინდექსი.დაცემის კუთხე, რომლის დროსაც რეფრაქციული სხივი იწყებს სრიალს ორ მედიას შორის ინტერფეისის გასწვრივ ოპტიკურად უფრო მკვრივ გარემოში გადაადგილების გარეშე - მთლიანი შიდა ასახვის შემზღუდველი კუთხე. სულ შიდა ასახვა- შიდა ასახვა, იმ პირობით, რომ დაცემის კუთხე აღემატება გარკვეულ კრიტიკულ კუთხეს. ამ შემთხვევაში, ინციდენტის ტალღა მთლიანად აისახება და ასახვის კოეფიციენტის მნიშვნელობა აღემატება მის უმაღლეს მნიშვნელობებს გაპრიალებული ზედაპირებისთვის. მთლიანი შიდა ასახვის ანარეკლი ტალღის სიგრძისგან დამოუკიდებელია. ოპტიკაში ეს ფენომენი შეინიშნება ელექტრომაგნიტური გამოსხივების ფართო სპექტრისთვის, რენტგენის დიაპაზონის ჩათვლით. გეომეტრიულ ოპტიკაში ფენომენი ახსნილია სნელის კანონის ფარგლებში. იმის გათვალისწინებით, რომ გარდატეხის კუთხე არ შეიძლება აღემატებოდეს 90°-ს, აღმოვაჩენთ, რომ დაცემის კუთხით, რომლის სინუსი უფრო დიდია, ვიდრე მცირე გარდატეხის ინდექსის თანაფარდობა უფრო დიდ ინდექსთან, ელექტრომაგნიტური ტალღა მთლიანად უნდა აისახოს პირველ გარემოში. მაგალითი: მრავალი ბუნებრივი კრისტალის, განსაკუთრებით კი თლილი ძვირფასი და ნახევრადძვირფასი ქვების კაშკაშა ბზინვარება აიხსნება მთლიანი შიდა ასახვით, რის შედეგადაც თითოეული სხივი, რომელიც შედის კრისტალში, ქმნის საკმაოდ კაშკაშა სხივების დიდ რაოდენობას, რომლებიც წარმოიქმნება, შეღებილი დისპერსიის შედეგად.

გარდატეხა ან რეფრაქცია არის ფენომენი, რომლის დროსაც იცვლება სინათლის სხივის ან სხვა ტალღების მიმართულება, როდესაც ისინი კვეთენ ორ მედიას გამყოფ საზღვარს, როგორც გამჭვირვალე (ამ ტალღების გადამცემი) ასევე გარემოს შიგნით, რომელშიც თვისებები მუდმივად იცვლება.

რეფრაქციის ფენომენს საკმაოდ ხშირად ვაწყდებით და მას ყოველდღიურ მოვლენად აღვიქვამთ: ვხედავთ, რომ გამჭვირვალე მინაში მოთავსებული ჯოხი ფერადი სითხით „გატეხილია“ ჰაერისა და წყლის გამოყოფის ადგილზე (სურ. 1). როდესაც წვიმის დროს სინათლე ირღვევა და აირეკლება, ჩვენ გვიხარია ცისარტყელას დანახვისას (სურ. 2).

რეფრაქციული ინდექსი არის ნივთიერების მნიშვნელოვანი მახასიათებელი, რომელიც დაკავშირებულია მის ფიზიკურ-ქიმიურ თვისებებთან. ეს დამოკიდებულია ტემპერატურის მნიშვნელობებზე, ასევე სინათლის ტალღის სიგრძეზე, რომელზედაც ხდება განსაზღვრა. ხსნარში ხარისხის კონტროლის მონაცემების მიხედვით, რეფრაქციულ ინდექსზე გავლენას ახდენს მასში გახსნილი ნივთიერების კონცენტრაცია, ასევე გამხსნელის ბუნება. კერძოდ, სისხლის შრატის რეფრაქციულ ინდექსზე გავლენას ახდენს მასში შემავალი ცილის რაოდენობა, რაც განპირობებულია იმით, რომ სინათლის სხივების გავრცელების სხვადასხვა სიჩქარით სხვადასხვა სიმკვრივის მქონე მედიაში, მათი მიმართულება იცვლება ორ ინტერფეისში. მედია. თუ სინათლის სიჩქარეს ვაკუუმში გავყოფთ შესასწავლ ნივთიერების სინათლის სიჩქარეზე, მივიღებთ გარდატეხის აბსოლუტურ ინდექსს (გარდატეხის ინდექსი). პრაქტიკაში დგინდება ფარდობითი გარდატეხის ინდექსი (n), რომელიც არის ჰაერში სინათლის სიჩქარის თანაფარდობა შესასწავლ ნივთიერებაში სინათლის სიჩქარესთან.

რეფრაქციული ინდექსი განისაზღვრება რაოდენობრივად სპეციალური მოწყობილობის - რეფრაქტომეტრის გამოყენებით.

რეფრაქტომეტრია არის ფიზიკური ანალიზის ერთ-ერთი უმარტივესი მეთოდი და შეიძლება გამოყენებულ იქნას ხარისხის კონტროლის ლაბორატორიებში ქიმიური, საკვები, ბიოლოგიურად აქტიური საკვები დანამატების, კოსმეტიკური საშუალებების და სხვა სახის პროდუქტების წარმოებაში მინიმალური დროით და შესამოწმებელი ნიმუშების რაოდენობით.

რეფრაქტომეტრის დიზაინი ეფუძნება იმ ფაქტს, რომ სინათლის სხივები მთლიანად აირეკლება, როდესაც ისინი გადიან ორი მედიის საზღვრებს (ერთი მათგანი შუშის პრიზმაა, მეორე არის საცდელი ხსნარი) (ნახ. 3).

ბრინჯი. 3. რეფრაქტომეტრის დიაგრამა

წყაროდან (1) სინათლის სხივი ეცემა სარკის ზედაპირზე (2), შემდეგ არეკლილი გადადის ზედა განათების პრიზმაში (3), შემდეგ ქვედა საზომ პრიზმაში (4), რომელიც დამზადებულია მინისგან. მაღალი რეფრაქციული ინდექსი. ნიმუშის 1-2 წვეთი გამოიყენება პრიზმებს შორის (3) და (4) კაპილარების გამოყენებით. პრიზმის მექანიკური დაზიანების თავიდან ასაცილებლად აუცილებელია მის ზედაპირს კაპილარი არ შევეხოთ.

ოკულარის მეშვეობით (9) ჩანს ველი გადაკვეთილი ხაზებით ინტერფეისის დასამყარებლად. ოკულარის გადაადგილებისას ველების გადაკვეთის წერტილი უნდა იყოს გასწორებული ინტერფეისთან (სურ. 4) ინტერფეისის როლს ასრულებს პრიზმის (4) სიბრტყე, რომლის ზედაპირზე შუქის სხივი ირღვევა. ვინაიდან სხივები მიმოფანტულია, ზღვარი შუქსა და ჩრდილს შორის აღმოჩნდება ბუნდოვანი, მოლურჯო. ეს ფენომენი აღმოიფხვრება დისპერსიის კომპენსატორის მიერ (5). შემდეგ სხივი გადის ლინზაში (6) და პრიზმაში (7). ფირფიტას (8) აქვს მხედველობის ხაზები (ორი სწორი ხაზი გადაკვეთა ჯვარედინად), ასევე სასწორი რეფრაქციული მაჩვენებლებით, რომელიც შეინიშნება ოკულარით (9). მისგან გამოითვლება რეფრაქციული ინდექსი.

ველის საზღვრებს შორის გამყოფი ხაზი შეესაბამება შიდა მთლიანი ასახვის კუთხეს, რომელიც დამოკიდებულია ნიმუშის გარდატეხის მაჩვენებელზე.

რეფრაქტომეტრია გამოიყენება ნივთიერების სიწმინდისა და ავთენტურობის დასადგენად. ეს მეთოდი ასევე გამოიყენება ხარისხის კონტროლის დროს ხსნარებში ნივთიერებების კონცენტრაციის დასადგენად, რომელიც გამოითვლება კალიბრაციის გრაფიკის გამოყენებით (გრაფიკი, რომელიც აჩვენებს ნიმუშის რეფრაქციული ინდექსის დამოკიდებულებას მის კონცენტრაციაზე).

KorolevPharm-ში რეფრაქციული ინდექსი განისაზღვრება დამტკიცებული მარეგულირებელი დოკუმენტაციის შესაბამისად ნედლეულის შემომავალი შემოწმებისას, ჩვენივე წარმოების ექსტრაქტებში, ასევე მზა პროდუქციის გამოშვებისას. განსაზღვრა ხდება აკრედიტებული ფიზიკური და ქიმიური ლაბორატორიის კვალიფიციური თანამშრომლების მიერ IRF-454 B2M რეფრაქტომეტრის გამოყენებით.

თუ ნედლეულის შემომავალი შემოწმების შედეგების საფუძველზე, რეფრაქციული ინდექსი არ აკმაყოფილებს აუცილებელ მოთხოვნებს, ხარისხის კონტროლის განყოფილება გასცემს შეუსაბამობის ანგარიშს, რის საფუძველზეც ნედლეულის ეს პარტია უბრუნდება მიმწოდებელს. .

განსაზღვრის მეთოდი

1. გაზომვების დაწყებამდე მოწმდება პრიზმების ერთმანეთთან კონტაქტში მყოფი ზედაპირების სისუფთავე.

2. ნულოვანი წერტილის შემოწმება. საზომი პრიზმის ზედაპირზე დაასხით 2÷3 წვეთი გამოხდილი წყალი და ფრთხილად დააფარეთ იგი განათების პრიზმით. ჩვენ ვხსნით განათების ფანჯარას და სარკის გამოყენებით ვამონტაჟებთ სინათლის წყაროს ყველაზე ინტენსიური მიმართულებით. ოკულარული ხრახნების შემობრუნებით, ჩვენ ვიღებთ მკაფიო, მკვეთრ განსხვავებას ბნელ და ნათელ ველებს შორის მის ხედვის ველში. ვატრიალებთ ხრახნს და მივმართავთ ჩრდილისა და სინათლის ხაზს ისე, რომ ემთხვევა ხაზების გადაკვეთის წერტილს ოკულარულის ზედა ფანჯარაში. თვალის ქვედა ფანჯარაში ვერტიკალურ ხაზზე ჩვენ ვხედავთ სასურველ შედეგს - გამოხდილი წყლის რეფრაქციულ ინდექსს 20 ° C ტემპერატურაზე (1.333). თუ ჩვენებები განსხვავებულია, გამოიყენეთ ხრახნი, რომ დააყენოთ გარდატეხის ინდექსი 1.333-ზე და კლავიშის გამოყენებით (მოხსენით რეგულირების ხრახნი) მიიტანეთ ჩრდილისა და სინათლის საზღვარი იმ წერტილამდე, სადაც ხაზები იკვეთება.

3. განისაზღვროს რეფრაქციული ინდექსი. განათების პრიზმის კამერას ავწევთ და წყალს ვხსნით ფილტრის ქაღალდით ან მარლის ხელსახოცით. შემდეგ საზომი პრიზმის ზედაპირზე დაიტანეთ საცდელი ხსნარის 1-2 წვეთი და დახურეთ კამერა. ატრიალეთ ხრახნები, სანამ ჩრდილისა და სინათლის საზღვრები არ დაემთხვევა ხაზების გადაკვეთის წერტილს. თვალის ქვედა ფანჯარაში ვერტიკალურ ხაზზე ვხედავთ სასურველ შედეგს - ტესტის ნიმუშის რეფრაქციულ მაჩვენებელს. ჩვენ ვიანგარიშებთ გარდატეხის ინდექსს თვალის ქვედა ფანჯრის სასწორის გამოყენებით.

4. კალიბრაციის გრაფიკის გამოყენებით ვადგენთ კავშირს ხსნარის კონცენტრაციასა და რეფრაქციულ მაჩვენებელს შორის. გრაფიკის ასაგებად საჭიროა რამდენიმე კონცენტრაციის სტანდარტული ხსნარის მომზადება ქიმიურად სუფთა ნივთიერების პრეპარატების გამოყენებით, მათი რეფრაქციული ინდექსების გაზომვა და მიღებული მნიშვნელობების დახაზვა ორდინატთა ღერძზე, ხოლო ხსნარების შესაბამისი კონცენტრაციები აბსცისის ღერძზე. აუცილებელია კონცენტრაციის ინტერვალების შერჩევა, რომლებშიც შეინიშნება წრფივი კავშირი კონცენტრაციასა და რეფრაქციულ ინდექსს შორის. ჩვენ ვზომავთ შესწავლილი ნიმუშის რეფრაქციულ მაჩვენებელს და ვიყენებთ გრაფიკს მისი კონცენტრაციის დასადგენად.

სინათლის რეფრაქცია- ფენომენი, რომლის დროსაც სინათლის სხივი, რომელიც გადადის ერთი საშუალოდან მეორეზე, იცვლის მიმართულებას ამ მედიის საზღვარზე.

სინათლის გარდატეხა ხდება შემდეგი კანონის მიხედვით:
შემხვედრი და გარდატეხილი სხივები და პერპენდიკულარი, რომელიც მიზიდულია ორ მედიას შორის სხივის დაცემის წერტილში, ერთ სიბრტყეშია. დაცემის კუთხის სინუსის თანაფარდობა გარდატეხის კუთხის სინუსთან არის მუდმივი მნიშვნელობა ორი მედიისთვის:
,
სად α - დაცემის კუთხე,
β - გარდატეხის კუთხე,
ნ - დაცემის კუთხიდან დამოუკიდებელი მუდმივი მნიშვნელობა.

როდესაც დაცემის კუთხე იცვლება, იცვლება გარდატეხის კუთხეც. რაც უფრო დიდია დაცემის კუთხე, მით მეტია გარდატეხის კუთხე.
თუ სინათლე მოდის ოპტიკურად ნაკლებად მკვრივი გარემოდან უფრო მკვრივ გარემოში, მაშინ გარდატეხის კუთხე ყოველთვის ნაკლებია, ვიდრე დაცემის კუთხე: β < α.
ორ მედიას შორის ინტერფეისის პერპენდიკულურად მიმართული სინათლის სხივი ერთი საშუალოდან მეორეზე გადადის გარდატეხის გარეშე.

ნივთიერების აბსოლუტური რეფრაქციული ინდექსი- მნიშვნელობა უდრის სინათლის ფაზური სიჩქარის თანაფარდობას (ელექტრომაგნიტური ტალღები) ვაკუუმში და მოცემულ გარემოში n=c/v
n სიდიდეს, რომელიც შედის გარდატეხის კანონში, ეწოდება ფარდობითი გარდატეხის ინდექსი წყვილი მედიისთვის.

მნიშვნელობა n არის B საშუალო რეფრაქციული მაჩვენებელი A საშუალოსთან მიმართებაში, ხოლო n" = 1/n არის A გარემოს ფარდობითი გარდატეხის მაჩვენებელი B საშუალოსთან მიმართებაში.
ეს მნიშვნელობა, სხვა თანაბარ პირობებში, მეტია ერთიანობაზე, როდესაც სხივი გადადის უფრო მკვრივი გარემოდან ნაკლებად მკვრივ გარემოზე და ნაკლებია ერთიანობაზე, როდესაც სხივი გადადის ნაკლებად მკვრივი გარემოდან უფრო მკვრივ გარემოზე (მაგალითად, გაზიდან ან ვაკუუმიდან თხევადი ან მყარი). ამ წესიდან არის გამონაკლისები და, შესაბამისად, ჩვეულებრივ უნდა ვუწოდოთ საშუალო ოპტიკურად მეტ-ნაკლებად მკვრივი, ვიდრე სხვა.
სხივი, რომელიც ეცემა უჰაერო სივრციდან რომელიმე საშუალო B-ის ზედაპირზე, უფრო ძლიერად ირღვევა, ვიდრე მასზე სხვა A საშუალოდან ვარდნისას; უჰაერო სივრციდან გარემოზე დაცემის სხივის გარდატეხის ინდექსს ეწოდება მისი აბსოლუტური რეფრაქციული ინდექსი.

(აბსოლუტური - ვაკუუმთან შედარებით.
ნათესავი - ნებისმიერი სხვა ნივთიერების მიმართ (იგივე ჰაერი, მაგალითად).
ორი ნივთიერების ფარდობითი მაჩვენებელი არის მათი აბსოლუტური მაჩვენებლების თანაფარდობა.)

სულ შიდა ასახვა- შიდა ასახვა, იმ პირობით, რომ დაცემის კუთხე აღემატება გარკვეულ კრიტიკულ კუთხეს. ამ შემთხვევაში, ინციდენტის ტალღა მთლიანად აისახება და ასახვის კოეფიციენტის მნიშვნელობა აღემატება მის უმაღლეს მნიშვნელობებს გაპრიალებული ზედაპირებისთვის. მთლიანი შიდა ასახვის ანარეკლი ტალღის სიგრძისგან დამოუკიდებელია.

ოპტიკაში ეს ფენომენი შეინიშნება ელექტრომაგნიტური გამოსხივების ფართო სპექტრისთვის, რენტგენის დიაპაზონის ჩათვლით.

გეომეტრიულ ოპტიკაში ფენომენი ახსნილია სნელის კანონის ფარგლებში. იმის გათვალისწინებით, რომ გარდატეხის კუთხე არ შეიძლება აღემატებოდეს 90°-ს, აღმოვაჩენთ, რომ დაცემის კუთხით, რომლის სინუსი უფრო დიდია, ვიდრე ქვედა გარდატეხის ინდექსის თანაფარდობა უფრო დიდ ინდექსთან, ელექტრომაგნიტური ტალღა მთლიანად უნდა აისახოს პირველ გარემოში.

ფენომენის ტალღური თეორიის შესაბამისად, ელექტრომაგნიტური ტალღა კვლავ შეაღწევს მეორე გარემოში - იქ ვრცელდება ეგრეთ წოდებული „არაერთგვაროვანი ტალღა“, რომელიც ექსპონენტურად იშლება და ენერგიას არ ატარებს. მეორე გარემოში არაჰომოგენური ტალღის შეღწევის დამახასიათებელი სიღრმე არის ტალღის სიგრძის რიგი.

სინათლის გარდატეხის კანონები.

ყოველივე ნათქვამიდან ჩვენ დავასკვნით:
1 . სხვადასხვა ოპტიკური სიმკვრივის ორ მედიას შორის ინტერფეისზე, სინათლის სხივი იცვლის მიმართულებას ერთი საშუალოდან მეორეზე გადასვლისას.
2. როდესაც სინათლის სხივი გადადის უფრო მაღალი ოპტიკური სიმკვრივის გარემოში, გარდატეხის კუთხე ნაკლებია დაცემის კუთხეზე; როდესაც სინათლის სხივი გადადის ოპტიკურად უფრო მკვრივი გარემოდან ნაკლებად მკვრივ გარემოში, გარდატეხის კუთხე უფრო დიდია, ვიდრე დაცემის კუთხე.
სინათლის გარდატეხას თან ახლავს არეკვლა და დაცემის კუთხის მატებასთან ერთად იზრდება არეკლილი სხივის სიკაშკაშე, ხოლო გარდატეხილი სხივი სუსტდება. ეს ჩანს ნახატზე ნაჩვენები ექსპერიმენტის ჩატარებით. შესაბამისად, არეკლილი სხივი ატარებს უფრო მეტ სინათლის ენერგიას, მით უფრო დიდია დაცემის კუთხე.

დაე MN- ინტერფეისი ორ გამჭვირვალე მედიას შორის, მაგალითად, ჰაერი და წყალი, სს- შემთხვევის სხივი, OB- გარდატეხილი სხივი, - დაცემის კუთხე, - გარდატეხის კუთხე, - სინათლის გავრცელების სიჩქარე პირველ გარემოში, - სინათლის გავრცელების სიჩქარე მეორე გარემოში.