प्रकाश अपवर्तन- एक घटना जिसमें प्रकाश की किरण, एक माध्यम से दूसरे माध्यम में गुजरती है, इन मीडिया की सीमा पर दिशा बदलती है।

प्रकाश का अपवर्तन निम्नलिखित नियम के अनुसार होता है:
आपतित और अपवर्तित किरणें तथा बीम के आपतन बिंदु पर दो माध्यमों के बीच अंतरापृष्ठ पर खींचे गए लम्ब एक ही तल में होते हैं। आपतन कोण की ज्या और अपवर्तन कोण की ज्या का अनुपात दो माध्यमों के लिए एक स्थिर मान है:
,
कहाँ पे α - घटना का कोण,
β - अपवर्तन कोण
एन - घटना के कोण से स्वतंत्र एक स्थिर मूल्य।

जब आपतन कोण बदलता है, तो अपवर्तन कोण भी बदल जाता है। आपतन कोण जितना बड़ा होगा, अपवर्तन कोण उतना ही बड़ा होगा।
यदि प्रकाश वैकल्पिक रूप से कम सघन माध्यम से सघन माध्यम में जाता है, तो अपवर्तन कोण हमेशा आपतन कोण से कम होता है: β < α.
दो मीडिया के बीच इंटरफेस के लिए लंबवत निर्देशित प्रकाश की किरण एक माध्यम से दूसरे माध्यम से गुजरती है बिना तोड़े।

किसी पदार्थ का निरपेक्ष अपवर्तनांक- निर्वात में और किसी दिए गए माध्यम में प्रकाश के चरण वेग (विद्युत चुम्बकीय तरंगों) के अनुपात के बराबर मान n=c/v
अपवर्तन के नियम में शामिल मान n को मीडिया की एक जोड़ी के लिए सापेक्ष अपवर्तनांक कहा जाता है।

मान n माध्यम A के सापेक्ष माध्यम B का सापेक्ष अपवर्तनांक है, और n" = 1/n माध्यम B के सापेक्ष माध्यम A का सापेक्ष अपवर्तनांक है।
यह मान, ceteris paribus, एकता से अधिक होता है जब किरण सघन माध्यम से कम सघन माध्यम में जाती है, और एकता से कम होती है जब किरण कम सघन माध्यम से सघन माध्यम में जाती है (उदाहरण के लिए, गैस या से एक तरल या ठोस के लिए वैक्यूम)। इस नियम के अपवाद हैं, और इसलिए एक माध्यम को वैकल्पिक रूप से दूसरे की तुलना में अधिक या कम घना कहने की प्रथा है।
वायुहीन स्थान से किसी माध्यम B की सतह पर गिरने वाली किरण किसी अन्य माध्यम A से उस पर गिरने की तुलना में अधिक मजबूती से अपवर्तित होती है; वायुहीन अंतरिक्ष से किसी माध्यम पर आपतित किरण का अपवर्तनांक कहलाता है निरपेक्ष संकेतकअपवर्तन।

(निरपेक्ष - निर्वात के सापेक्ष।
सापेक्ष - किसी अन्य पदार्थ के सापेक्ष (वही वायु, उदाहरण के लिए)।
दो पदार्थों का आपेक्षिक सूचकांक उनके निरपेक्ष सूचकांकों का अनुपात होता है।)

कुल आंतरिक प्रतिबिंब- आंतरिक परावर्तन, बशर्ते कि आपतन कोण एक निश्चित क्रांतिक कोण से अधिक हो। इस मामले में, घटना की लहर पूरी तरह से परिलक्षित होती है, और प्रतिबिंब गुणांक का मूल्य पॉलिश सतहों के लिए अपने उच्चतम मूल्यों से अधिक होता है। पूर्ण आंतरिक परावर्तन के लिए परावर्तन गुणांक तरंगदैर्घ्य पर निर्भर नहीं करता है।

प्रकाशिकी में, यह घटना एक्स-रे रेंज सहित विद्युत चुम्बकीय विकिरण के व्यापक स्पेक्ट्रम के लिए देखी जाती है।

ज्यामितीय प्रकाशिकी में, घटना को स्नेल के नियम के संदर्भ में समझाया गया है। यह देखते हुए कि अपवर्तन कोण 90° से अधिक नहीं हो सकता है, हम प्राप्त करते हैं कि घटना के कोण पर जिसकी ज्या छोटे अपवर्तनांक के अनुपात से बड़े सूचकांक से अधिक है, विद्युत चुम्बकीय तरंग पहले माध्यम में पूरी तरह से परिलक्षित होनी चाहिए।

घटना के तरंग सिद्धांत के अनुसार, विद्युत चुम्बकीय तरंग फिर भी दूसरे माध्यम में प्रवेश करती है - तथाकथित "गैर-समान तरंग" वहां फैलती है, जो तेजी से घटती है और इसके साथ ऊर्जा नहीं लेती है। दूसरे माध्यम में एक अमानवीय तरंग के प्रवेश की विशेषता गहराई तरंग दैर्ध्य के क्रम की होती है।

प्रकाश के अपवर्तन के नियम।

जो कुछ कहा गया है, उससे हम निष्कर्ष निकालते हैं:
1 . विभिन्न ऑप्टिकल घनत्व के दो मीडिया के बीच इंटरफेस में, प्रकाश की किरण एक माध्यम से दूसरे माध्यम में जाने पर अपनी दिशा बदलती है।
2. जब कोई प्रकाश पुंज उच्च प्रकाशीय घनत्व वाले माध्यम में गुजरता है, तो अपवर्तन कोण आपतन कोण से कम होता है; जब प्रकाश पुंज प्रकाशिक रूप से सघन माध्यम से कम सघन माध्यम में जाता है, तो अपवर्तन कोण आपतन कोण से अधिक होता है।
प्रकाश का अपवर्तन परावर्तन के साथ होता है, और घटना के कोण में वृद्धि के साथ, परावर्तित किरण की चमक बढ़ जाती है, जबकि अपवर्तित किरण कमजोर हो जाती है। यह चित्र में दिखाए गए प्रयोग को संचालित करके देखा जा सकता है। नतीजतन, परावर्तित किरण अपने साथ जितनी अधिक प्रकाश ऊर्जा ले जाती है, घटना का कोण उतना ही अधिक होता है।

होने देना एम.एन.- दो पारदर्शी मीडिया के बीच इंटरफेस, उदाहरण के लिए, हवा और पानी, जेएससी- गिरती हुई किरण ओवी- अपवर्तित बीम, - आपतन कोण, - अपवर्तन कोण, - पहले माध्यम में प्रकाश के प्रसार की गति, - दूसरे माध्यम में प्रकाश के प्रसार की गति।

भौतिकी के नियम किसी भी उत्पाद के उत्पादन के लिए एक विशिष्ट रणनीति की योजना बनाने या विभिन्न उद्देश्यों के लिए संरचनाओं के निर्माण के लिए एक परियोजना तैयार करने के लिए गणना करने में बहुत महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। कई मूल्यों की गणना की जाती है, इसलिए नियोजन कार्य शुरू करने से पहले माप और गणना की जाती है। उदाहरण के लिए, कांच का अपवर्तनांक अपवर्तन कोण की ज्या और आपतन कोण की ज्या के अनुपात के बराबर होता है।

तो पहले कोणों को मापने की प्रक्रिया होती है, फिर उनकी साइन की गणना की जाती है, और उसके बाद ही आप वांछित मूल्य प्राप्त कर सकते हैं। सारणीबद्ध डेटा की उपलब्धता के बावजूद, हर बार अतिरिक्त गणना करना सार्थक है, क्योंकि संदर्भ पुस्तकें अक्सर उपयोग करती हैं आदर्श स्थितियांमें हासिल किया जाना वास्तविक जीवनलगभग असंभव। इसलिए, वास्तव में, संकेतक अनिवार्य रूप से सारणीबद्ध से भिन्न होगा, और कुछ स्थितियों में यह मौलिक महत्व का है।

निरपेक्ष संकेतक

पूर्ण अपवर्तक सूचकांक कांच के ब्रांड पर निर्भर करता है, क्योंकि व्यवहार में बड़ी संख्या में विकल्प होते हैं जो संरचना और पारदर्शिता की डिग्री में भिन्न होते हैं। औसतन, यह 1.5 है और एक दिशा या किसी अन्य में इस मान के आसपास 0.2 से उतार-चढ़ाव होता है। दुर्लभ मामलों में, इस आंकड़े से विचलन हो सकता है।

फिर, यदि एक सटीक संकेतक महत्वपूर्ण है, तो अतिरिक्त माप अपरिहार्य हैं। लेकिन यहां तक ​​​​कि वे 100% विश्वसनीय परिणाम नहीं देते हैं, क्योंकि आकाश में सूर्य की स्थिति और माप के दिन बादल छाए रहेंगे, अंतिम मूल्य को प्रभावित करेगा। सौभाग्य से, 99.99% मामलों में, यह केवल यह जानना पर्याप्त है कि कांच जैसी सामग्री का अपवर्तनांक एक से अधिक और दो से कम है, और अन्य सभी दसवें और सौवें भाग कोई भूमिका नहीं निभाते हैं।

भौतिकी में समस्याओं को हल करने में मदद करने वाले मंचों पर, अक्सर यह सवाल उठता है कि कांच और हीरे का अपवर्तनांक क्या है? बहुत से लोग सोचते हैं कि चूंकि ये दोनों पदार्थ दिखने में एक जैसे हैं, इसलिए इनके गुण लगभग समान होने चाहिए। लेकिन यह एक भ्रम है।

कांच के लिए अधिकतम अपवर्तन लगभग 1.7 होगा, जबकि हीरे के लिए यह आंकड़ा 2.42 तक पहुंच जाएगा। रत्नपृथ्वी पर उन कुछ पदार्थों में से एक है जिसका अपवर्तनांक 2 से अधिक है। यह इसकी क्रिस्टलीय संरचना और प्रकाश किरणों के बड़े प्रसार के कारण है। तालिका मान में परिवर्तन में फ़ेसटिंग न्यूनतम भूमिका निभाता है।

सापेक्ष संकेतक

कुछ वातावरणों के लिए सापेक्ष संकेतक को निम्नानुसार दर्शाया जा सकता है:

• - पानी के सापेक्ष कांच का अपवर्तनांक लगभग 1.18 है;
• - हवा के सापेक्ष उसी सामग्री का अपवर्तनांक 1.5 के बराबर है;
• - अल्कोहल के सापेक्ष अपवर्तनांक - 1.1.

संकेतक का मापन और सापेक्ष मूल्य की गणना एक प्रसिद्ध एल्गोरिथम के अनुसार की जाती है। एक सापेक्ष पैरामीटर खोजने के लिए, आपको एक तालिका मान को दूसरे से विभाजित करना होगा। या दो वातावरणों के लिए प्रयोगात्मक गणना करें, और फिर प्राप्त डेटा को विभाजित करें। इस तरह के ऑपरेशन अक्सर भौतिकी में प्रयोगशाला कक्षाओं में किए जाते हैं।

अपवर्तनांक का निर्धारण

व्यवहार में कांच के अपवर्तनांक को निर्धारित करना काफी कठिन है, क्योंकि प्रारंभिक डेटा को मापने के लिए उच्च-सटीक उपकरणों की आवश्यकता होती है। कोई भी त्रुटि बढ़ जाएगी, क्योंकि गणना जटिल सूत्रों का उपयोग करती है जिसमें त्रुटियों की अनुपस्थिति की आवश्यकता होती है।

सामान्य तौर पर, यह गुणांक दर्शाता है कि एक निश्चित बाधा से गुजरने पर प्रकाश किरणों के प्रसार की गति कितनी बार धीमी हो जाती है। इसलिए, यह केवल पारदर्शी सामग्री के लिए विशिष्ट है। संदर्भ मूल्य के लिए, अर्थात इकाई के लिए, गैसों का अपवर्तनांक लिया जाता है। यह गणना में कुछ मूल्य से शुरू करने में सक्षम होने के लिए किया गया था।

यदि एक सनबीम एक कांच की सतह पर एक अपवर्तक सूचकांक के साथ गिरता है जो कि टेबल वैल्यू के बराबर है, तो इसे कई तरीकों से बदला जा सकता है:

• 1. शीर्ष पर एक फिल्म गोंद करें, जिसमें अपवर्तक सूचकांक कांच की तुलना में अधिक होगा। इस सिद्धांत का उपयोग कार की खिड़की को रंगने में किया जाता है ताकि यात्री आराम को बेहतर बनाया जा सके और चालक को सड़क को अधिक स्पष्ट रूप से देखने की अनुमति मिल सके। साथ ही, फिल्म बैक और अल्ट्रावायलेट रेडिएशन को होल्ड करेगी।
• 2. कांच को पेंट से पेंट करें। सस्ते धूप के चश्मे के निर्माता यही करते हैं, लेकिन ध्यान रखें कि यह आपकी आंखों की रोशनी के लिए हानिकारक हो सकता है। अच्छे मॉडलों में, चश्मे को एक विशेष तकनीक का उपयोग करके तुरंत रंगीन बनाया जाता है।
• 3. गिलास को किसी तरल में डुबोएं। यह केवल प्रयोगों के लिए उपयोगी है।

यदि प्रकाश किरण कांच से गुजरती है, तो अगली सामग्री पर अपवर्तक सूचकांक की गणना सापेक्ष गुणांक का उपयोग करके की जाती है, जिसे सारणीबद्ध मूल्यों की एक दूसरे से तुलना करके प्राप्त किया जा सकता है। व्यावहारिक या प्रायोगिक भार वहन करने वाले ऑप्टिकल सिस्टम के डिजाइन में ये गणना बहुत महत्वपूर्ण हैं। यहां त्रुटियों की अनुमति नहीं है, क्योंकि वे पूरे डिवाइस को खराब कर देंगे, और फिर इसके साथ प्राप्त कोई भी डेटा बेकार हो जाएगा।

अपवर्तक सूचकांक के साथ कांच में प्रकाश की गति निर्धारित करने के लिए, आपको अपवर्तक सूचकांक द्वारा निर्वात में गति के निरपेक्ष मान को विभाजित करने की आवश्यकता होती है। निर्वात का उपयोग संदर्भ माध्यम के रूप में किया जाता है, क्योंकि किसी भी पदार्थ की अनुपस्थिति के कारण अपवर्तन वहां कार्य नहीं करता है जो किसी दिए गए प्रक्षेपवक्र के साथ प्रकाश किरणों की निर्बाध गति में हस्तक्षेप कर सकता है।

किसी भी परिकलित संकेतक में, गति संदर्भ माध्यम की तुलना में कम होगी, क्योंकि अपवर्तनांक हमेशा एक से अधिक होता है।

आइए हम अपवर्तन के नियम को तैयार करते समय 81 में हमारे द्वारा पेश किए गए अपवर्तक सूचकांक के अधिक विस्तृत विचार की ओर मुड़ें।

अपवर्तक सूचकांक ऑप्टिकल गुणों और उस माध्यम पर निर्भर करता है जिससे किरण गिरती है और जिस माध्यम से यह प्रवेश करती है। जब निर्वात से प्रकाश किसी माध्यम पर पड़ता है तो प्राप्त अपवर्तनांक इस माध्यम का निरपेक्ष अपवर्तनांक कहलाता है।

चावल। 184. दो मीडिया का सापेक्ष अपवर्तनांक:

माना पहले माध्यम का निरपेक्ष अपवर्तनांक हो और दूसरा माध्यम - . पहले और दूसरे माध्यम की सीमा पर अपवर्तन को ध्यान में रखते हुए, हम यह सुनिश्चित करते हैं कि पहले माध्यम से दूसरे माध्यम में संक्रमण के दौरान अपवर्तक सूचकांक, तथाकथित सापेक्ष अपवर्तक सूचकांक, के पूर्ण अपवर्तक सूचकांक के अनुपात के बराबर है दूसरा और पहला मीडिया:

(चित्र। 184)। इसके विपरीत, दूसरे माध्यम से पहले माध्यम में जाने पर, हमारे पास एक सापेक्ष अपवर्तनांक होता है

दो मीडिया के सापेक्ष अपवर्तनांक और उनके पूर्ण अपवर्तक सूचकांकों के बीच स्थापित संबंध भी सैद्धांतिक रूप से नए प्रयोगों के बिना प्राप्त किया जा सकता है, जैसा कि प्रतिवर्तीता के नियम (§82) के लिए किया जा सकता है,

उच्च अपवर्तनांक वाले माध्यम को प्रकाशिक रूप से सघन कहा जाता है। वायु के सापेक्ष विभिन्न माध्यमों का अपवर्तनांक सामान्यतः मापा जाता है। वायु का निरपेक्ष अपवर्तनांक है। इस प्रकार, किसी भी माध्यम का निरपेक्ष अपवर्तनांक सूत्र द्वारा वायु के सापेक्ष उसके अपवर्तनांक से संबंधित होता है

तालिका 6. अपवर्तक सूचकांक विभिन्न पदार्थहवा के सापेक्ष

अपवर्तनांक प्रकाश की तरंगदैर्घ्य अर्थात उसके रंग पर निर्भर करता है। अलग-अलग रंग अलग-अलग अपवर्तक सूचकांकों के अनुरूप होते हैं। यह परिघटना, जिसे परिक्षेपण कहते हैं, प्रकाशिकी में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। हम बाद के अध्यायों में इस घटना से बार-बार निपटेंगे। तालिका में दिया गया डेटा। 6, पीली रोशनी का संदर्भ लें।

यह ध्यान रखना दिलचस्प है कि परावर्तन के नियम को औपचारिक रूप से उसी रूप में लिखा जा सकता है जैसे अपवर्तन का नियम। याद रखें कि हम हमेशा कोणों को लंबवत से संबंधित किरण तक मापने के लिए सहमत हुए थे। इसलिए, हमें आपतन कोण और परावर्तन कोण को विपरीत संकेतों वाला मानना ​​चाहिए, अर्थात। परावर्तन के नियम को इस प्रकार लिखा जा सकता है

अपवर्तन के नियम (83.4) की तुलना करने पर, हम देखते हैं कि परावर्तन के नियम को परावर्तन के नियम का एक विशेष मामला माना जा सकता है। परावर्तन और अपवर्तन के नियमों के बीच यह औपचारिक समानता व्यावहारिक समस्याओं को हल करने में बहुत काम आती है।

पिछली प्रस्तुति में, अपवर्तक सूचकांक का अर्थ माध्यम के एक स्थिरांक का था, जो इससे गुजरने वाले प्रकाश की तीव्रता से स्वतंत्र था। अपवर्तक सूचकांक की ऐसी व्याख्या काफी स्वाभाविक है; हालांकि, आधुनिक लेज़रों का उपयोग करके प्राप्त होने वाली उच्च विकिरण तीव्रता के मामले में, यह उचित नहीं है। माध्यम के गुण जिसके माध्यम से मजबूत प्रकाश उत्सर्जन, इस मामले में इसकी तीव्रता पर निर्भर करता है। जैसा कि वे कहते हैं, माध्यम अरैखिक हो जाता है। माध्यम की अरैखिकता स्वयं प्रकट होती है, विशेष रूप से, इस तथ्य में कि उच्च तीव्रता की एक प्रकाश तरंग अपवर्तनांक को बदल देती है। विकिरण की तीव्रता पर अपवर्तनांक की निर्भरता का रूप है

यहाँ, सामान्य अपवर्तनांक है, a गैर-रैखिक अपवर्तनांक है, और आनुपातिकता कारक है। इस सूत्र में अतिरिक्त पद या तो धनात्मक या ऋणात्मक हो सकता है।

अपवर्तनांक में आपेक्षिक परिवर्तन अपेक्षाकृत छोटे होते हैं। पर गैर-रैखिक अपवर्तक सूचकांक। हालांकि, अपवर्तनांक में ऐसे छोटे परिवर्तन भी ध्यान देने योग्य हैं: वे स्वयं को प्रकाश के आत्म-केंद्रित होने की एक अजीबोगरीब घटना में प्रकट करते हैं।

एक सकारात्मक अरैखिक अपवर्तनांक वाले माध्यम पर विचार करें। इस मामले में, बढ़ी हुई प्रकाश तीव्रता के क्षेत्र एक साथ बढ़े हुए अपवर्तक सूचकांक के क्षेत्र हैं। आमतौर पर, वास्तविक लेजर विकिरण में, बीम के क्रॉस सेक्शन पर तीव्रता का वितरण असमान होता है: अक्ष के साथ तीव्रता अधिकतम होती है और बीम के किनारों की ओर आसानी से घट जाती है, जैसा कि अंजीर में दिखाया गया है। 185 ठोस वक्र। एक समान वितरण एक गैर-रेखीय माध्यम के साथ एक सेल के क्रॉस सेक्शन पर अपवर्तक सूचकांक में परिवर्तन का भी वर्णन करता है, जिसके अक्ष के साथ लेजर बीम फैलता है। अपवर्तनांक, जो कोशिका अक्ष के साथ सबसे बड़ा होता है, धीरे-धीरे इसकी दीवारों की ओर घटता है (चित्र 185 में धराशायी वक्र)।

अक्ष के समानांतर लेज़र से निकलने वाली किरणों की एक किरण, एक चर अपवर्तक सूचकांक वाले माध्यम में गिरती है, उस दिशा में विक्षेपित होती है जहां यह अधिक होती है। इसलिए, OSP सेल के आसपास के क्षेत्र में एक बढ़ी हुई तीव्रता से इस क्षेत्र में प्रकाश किरणों की सांद्रता होती है, जिसे योजनाबद्ध रूप से क्रॉस सेक्शन और अंजीर में दिखाया गया है। 185, और इससे . अंततः, एक अरेखीय माध्यम से गुजरने वाले प्रकाश पुंज का प्रभावी अनुप्रस्थ काट काफी कम हो जाता है। प्रकाश एक संकीर्ण चैनल के माध्यम से एक बढ़े हुए अपवर्तक सूचकांक के साथ गुजरता है। इस प्रकार, लेज़र बीम संकरी हो जाती है, और अरेखीय माध्यम तीव्र विकिरण की क्रिया के तहत अभिसारी लेंस के रूप में कार्य करता है। इस घटना को आत्म-केंद्रित कहा जाता है। यह देखा जा सकता है, उदाहरण के लिए, तरल नाइट्रोबेंजीन में।

चावल। 185. क्यूवेट के प्रवेश द्वार पर किरणों के लेजर बीम के क्रॉस सेक्शन पर विकिरण तीव्रता और अपवर्तक सूचकांक का वितरण (ए), इनपुट एंड के पास (), बीच में (), क्यूवेट के आउटपुट एंड के पास ( )

पारदर्शी ठोसों के अपवर्तनांक का निर्धारण

और तरल पदार्थ

उपकरण और सहायक उपकरण: एक प्रकाश फिल्टर के साथ एक माइक्रोस्कोप, एक क्रॉस के रूप में एबी चिह्न के साथ एक समतल-समानांतर प्लेट; रेफ्रेक्टोमीटर ब्रांड "आरएल"; तरल पदार्थ का सेट।

उद्देश्य:कांच और तरल पदार्थों के अपवर्तनांक निर्धारित करें।

माइक्रोस्कोप का उपयोग करके कांच के अपवर्तनांक का निर्धारण

एक पारदर्शी ठोस के अपवर्तनांक को निर्धारित करने के लिए, इस सामग्री से बने एक निशान के साथ एक समतल-समानांतर प्लेट का उपयोग किया जाता है।

निशान में दो परस्पर लंबवत खरोंच होते हैं, जिनमें से एक (ए) नीचे की तरफ लगाया जाता है, और दूसरा (बी) - प्लेट की ऊपरी सतह पर। प्लेट को मोनोक्रोमैटिक प्रकाश से रोशन किया जाता है और एक माइक्रोस्कोप के तहत जांच की जाती है। पर
चावल। 4.7 एक ऊर्ध्वाधर विमान द्वारा जांच की गई प्लेट का एक खंड दिखाता है।

ग्लास-एयर इंटरफेस पर अपवर्तन के बाद किरणें AD और AE DD1 और EE1 दिशाओं में जाती हैं और माइक्रोस्कोप के उद्देश्य में गिरती हैं।

एक पर्यवेक्षक जो ऊपर से प्लेट को देखता है, वह बिंदु A को किरणों DD1 और EE1 की निरंतरता के चौराहे पर देखता है, अर्थात। बिंदु सी पर

इस प्रकार, बिंदु A बिंदु C पर स्थित पर्यवेक्षक को लगता है। आइए प्लेट सामग्री के अपवर्तनांक n, मोटाई d और प्लेट की स्पष्ट मोटाई d1 के बीच संबंध खोजें।

4.7 यह देखा जा सकता है कि VD \u003d BCtgi, BD \u003d ABtgr, कहाँ से

टीजीआई/टीजीआर = एबी/बीसी,

जहाँ AB = d प्लेट की मोटाई है; ईसा पूर्व = d1 स्पष्ट प्लेट मोटाई।

यदि कोण i और r छोटे हैं, तो

सिनी/सिनर = टीजीआई/टीजीआर, (4.5)

वे। सिनी/सिनर = d/d1.

प्रकाश के अपवर्तन के नियम को ध्यान में रखते हुए, हम प्राप्त करते हैं

d/d1 की माप माइक्रोस्कोप का उपयोग करके की जाती है।

माइक्रोस्कोप की ऑप्टिकल योजना में दो प्रणालियां होती हैं: एक अवलोकन प्रणाली, जिसमें एक उद्देश्य और एक ट्यूब में एक ऐपिस लगा होता है, और एक रोशनी प्रणाली, जिसमें एक दर्पण और एक हटाने योग्य प्रकाश फिल्टर होता है। छवि फ़ोकसिंग ट्यूब के दोनों किनारों पर स्थित हैंडल को घुमाकर किया जाता है।

दाहिने हैंडल की धुरी पर एक लिम्ब स्केल वाली डिस्क होती है।

निश्चित सूचक के सापेक्ष अंग पर पठन b, उद्देश्य से सूक्ष्मदर्शी चरण तक की दूरी h निर्धारित करता है:

गुणांक k इंगित करता है कि जब हैंडल को 1° घुमाया जाता है तो माइक्रोस्कोप ट्यूब कितनी ऊंचाई तक चलती है।

इस सेटअप में उद्देश्य का व्यास दूरी h की तुलना में छोटा है, इसलिए सबसे बाहरी बीम जो उद्देश्य में प्रवेश करती है, माइक्रोस्कोप के ऑप्टिकल अक्ष के साथ एक छोटा कोण i बनाती है।

प्लेट में प्रकाश का अपवर्तन कोण r कोण i से कम होता है, अर्थात। भी छोटा है, जो स्थिति (4.5) के अनुरूप है।

कार्य आदेश

1. प्लेट को माइक्रोस्कोप स्टेज पर रखें ताकि स्ट्रोक ए और बी के प्रतिच्छेदन बिंदु (चित्र देखें।

अपवर्तक सूचकांक

4.7) देखने के क्षेत्र में था।

2. ट्यूब को ऊपर की स्थिति में उठाने के लिए लिफ्टिंग मैकेनिज्म के हैंडल को घुमाएं।

3. ऐपिस में देखते हुए, माइक्रोस्कोप ट्यूब को सुचारू रूप से कम करने के लिए हैंडल को तब तक घुमाएं जब तक तेज छविखरोंच बी, प्लेट की ऊपरी सतह पर लगाया जाता है। अंग के संकेत b1 को रिकॉर्ड करें, जो माइक्रोस्कोप के उद्देश्य से प्लेट के शीर्ष किनारे तक h1 की दूरी के समानुपाती है: h1 = kb1 (चित्र।

4. खरोंच A की स्पष्ट छवि प्राप्त होने तक ट्यूब को सुचारू रूप से नीचे करना जारी रखें, जो बिंदु C पर स्थित पर्यवेक्षक को प्रतीत होता है। लिंबस का एक नया रीडिंग b2 रिकॉर्ड करें। उद्देश्य से प्लेट की ऊपरी सतह तक h1 की दूरी b2 के समानुपाती होती है:
h2 = kb2 (चित्र। 4.8, बी)।

बिंदु B और C से लेंस की दूरी समान है, क्योंकि प्रेक्षक उन्हें समान रूप से स्पष्ट रूप से देखता है।

ट्यूब h1-h2 का विस्थापन प्लेट की स्पष्ट मोटाई के बराबर है (चित्र।

d1 = h1-h2 = (b1-b2)k। (4.8)

5. स्ट्रोक के चौराहे पर प्लेट की मोटाई d मापें। ऐसा करने के लिए, एक सहायक कांच की प्लेट 2 को परीक्षण प्लेट 1 (चित्र 4.9) के नीचे रखें और माइक्रोस्कोप ट्यूब को तब तक नीचे करें जब तक कि लेंस परीक्षण प्लेट को (थोड़ा) स्पर्श न कर ले। अंग a1 के संकेत पर ध्यान दें। अध्ययन के तहत प्लेट निकालें और माइक्रोस्कोप की ट्यूब को तब तक नीचे करें जब तक कि उद्देश्य प्लेट 2 को न छू ले।

नोट संकेत a2.

उसी समय, माइक्रोस्कोप का उद्देश्य अध्ययन के तहत प्लेट की मोटाई के बराबर ऊंचाई तक गिर जाएगा, अर्थात।

डी = (ए 1-ए 2) के। (4.9)

6. सूत्र का उपयोग करके प्लेट सामग्री के अपवर्तनांक की गणना करें

n = d/d1 = (a1-a2)/(b1-b2)। (4.10)

7. उपरोक्त सभी मापों को 3 - 5 बार दोहराएं, n, निरपेक्ष और के औसत मान की गणना करें रिश्तेदारों की गलतीआरएन और आरएन / एन।

एक रेफ्रेक्टोमीटर का उपयोग करके तरल पदार्थों के अपवर्तनांक का निर्धारण

अपवर्तक सूचकांकों को निर्धारित करने के लिए जिन उपकरणों का उपयोग किया जाता है, उन्हें रेफ्रेक्टोमीटर कहा जाता है।

आरएल रेफ्रेक्टोमीटर की सामान्य दृश्य और ऑप्टिकल योजना को अंजीर में दिखाया गया है। 4.10 और 4.11।

आरएल रेफ्रेक्टोमीटर का उपयोग करके तरल पदार्थों के अपवर्तक सूचकांक का मापन प्रकाश के अपवर्तन की घटना पर आधारित होता है जो अलग-अलग अपवर्तक सूचकांकों के साथ दो मीडिया के बीच इंटरफेस के माध्यम से पारित हो गया है।

प्रकाश किरण (चित्र।

4.11) एक स्रोत 1 (एक गरमागरम दीपक या विसरित दिन के उजाले) से एक दर्पण 2 की मदद से उपकरण आवास में एक खिड़की के माध्यम से एक डबल प्रिज्म पर निर्देशित किया जाता है जिसमें प्रिज्म 3 और 4 होते हैं, जो एक अपवर्तक सूचकांक के साथ कांच से बने होते हैं 1.540 का।

ऊपरी रोशनी प्रिज्म 3 की सतह एए (चित्र।

4.12, ए) मैट है और प्रिज्म 3 और 4 के बीच की खाई में एक पतली परत में जमा बिखरे हुए प्रकाश के साथ तरल को रोशन करने का कार्य करता है। मैट सतह 3 द्वारा बिखरी हुई रोशनी अध्ययन के तहत तरल की एक समतल-समानांतर परत से गुजरती है। और निचले प्रिज्म 4 के विस्फोटक के विकर्ण फलक पर भिन्न के अंतर्गत गिरता है
कोण मैं शून्य से लेकर 90° तक।

पूर्ण की घटना से बचने के लिए आंतरिक प्रतिबिंबविस्फोटक सतह पर प्रकाश, परीक्षित द्रव का अपवर्तनांक प्रिज्म 4 के कांच के अपवर्तनांक से कम होना चाहिए, अर्थात।

1,540 से कम।

90° के आपतन कोण वाले प्रकाश पुंज को ग्लाइडिंग बीम कहते हैं।

लिक्विड-ग्लास इंटरफेस पर अपवर्तित स्लाइडिंग बीम, अपवर्तन के सीमित कोण पर प्रिज्म 4 में जाएगा आरआदि< 90о.

बिंदु D पर एक स्लाइडिंग बीम का अपवर्तन (चित्र 4.12 देखें, a) कानून का पालन करता है

nst / nzh \u003d सिनिप्र / सिनप्र (4.11)

या nzh = nstsinrpr, (4.12)

चूंकि सिनिप्र = 1.

प्रिज्म 4 की सतह BC पर, प्रकाश किरणें फिर से अपवर्तित होती हैं और फिर

सिनि¢pr/sinr¢pr = 1/ nst, (4.13)

r¢pr+i¢pr = i¢pr =a , (4.14)

जहाँ a प्रिज्म 4 का अपवर्तक किरणपुंज है।

समीकरणों की प्रणाली (4.12), (4.13), (4.14) को एक साथ हल करते हुए, हम एक सूत्र प्राप्त कर सकते हैं जो अध्ययन के तहत तरल के अपवर्तनांक nzh को बीम के अपवर्तन r'pr के सीमित कोण से संबंधित करता है जो इससे निकला है। प्रिज्म 4:

यदि प्रिज्म 4 से निकलने वाली किरणों के पथ में स्पॉटिंग स्कोप रखा जाए, तो नीचे के भागइसका देखने का क्षेत्र प्रकाशित होगा, जबकि ऊपर वाला अंधेरा होगा। प्रकाश और अंधेरे क्षेत्रों के बीच का इंटरफ़ेस एक सीमित अपवर्तन कोण r¢pr के साथ किरणों द्वारा बनता है। इस प्रणाली में r¢pr से कम अपवर्तन कोण वाली कोई किरणें नहीं हैं (चित्र।

इसलिए, r¢pr का मान, और कायरोस्कोरो सीमा की स्थिति अध्ययन के तहत तरल के केवल अपवर्तनांक nzh पर निर्भर करती है, क्योंकि nst और a इस उपकरण में स्थिर मान हैं।

nst, a और r¢pr को जानकर, सूत्र (4.15) का उपयोग करके nzh की गणना करना संभव है। व्यवहार में, रेफ्रेक्टोमीटर स्केल को कैलिब्रेट करने के लिए सूत्र (4.15) का उपयोग किया जाता है।

स्केल 9 पर (देखें

चावल। 4.11), ld = 5893 के लिए अपवर्तनांक के मान बाईं ओर प्लॉट किए गए हैं। ऐपिस 10 - 11 के सामने एक प्लेट 8 होती है जिस पर (--) का निशान होता है।

ऐपिस को प्लेट 8 के साथ स्केल के साथ ले जाकर, अंधेरे और हल्के क्षेत्रों के बीच विभाजन रेखा के साथ निशान के संरेखण को प्राप्त करना संभव है।

स्नातक पैमाने 9 का विभाजन, निशान के साथ मेल खाता है, अध्ययन के तहत तरल के अपवर्तक सूचकांक nzh का मान देता है। उद्देश्य 6 और नेत्रिका 10-11 एक दूरबीन बनाते हैं।

रोटरी प्रिज्म 7 बीम के पाठ्यक्रम को बदल देता है, इसे ऐपिस में निर्देशित करता है।

अध्ययन के तहत काँच और द्रव के फैलाव के कारण, अंधेरे और चमकीले क्षेत्रों के बीच एक स्पष्ट विभाजन रेखा के बजाय, जब सफेद रोशनी में देखा जाता है, तो एक इंद्रधनुषी पट्टी प्राप्त होती है। इस प्रभाव को खत्म करने के लिए, टेलिस्कोप लेंस के सामने फैलाव कम्पेसाटर 5 स्थापित किया गया है। कम्पेसाटर का मुख्य भाग एक प्रिज्म है, जो तीन प्रिज्मों से चिपका होता है और दूरबीन की धुरी के सापेक्ष घूम सकता है।

प्रिज्म और उनकी सामग्री के अपवर्तक कोणों को चुना जाता है ताकि तरंग दैर्ध्य के साथ पीली रोशनी ld = 5893 अपवर्तन के बिना उनके माध्यम से गुजरती है। यदि रंगीन किरणों के पथ पर एक प्रतिपूरक प्रिज्म स्थापित किया जाता है ताकि उसका फैलाव परिमाण में समान हो, लेकिन माप प्रिज्म और तरल के फैलाव के संकेत के विपरीत हो, तो कुल फैलाव शून्य के बराबर होगा। इस मामले में, प्रकाश किरणों की किरण एक सफेद किरण में एकत्रित हो जाएगी, जिसकी दिशा सीमित पीली किरण की दिशा के साथ मेल खाती है।

इस प्रकार, जब प्रतिपूरक प्रिज्म घूमता है, तो रंग की छाया का रंग समाप्त हो जाता है। प्रिज्म 5 के साथ, फैलाव अंग 12 स्थिर सूचक के सापेक्ष घूमता है (चित्र 4.10 देखें)। अंग का रोटेशन कोण Z जांच किए गए तरल के औसत फैलाव के मूल्य का न्याय करना संभव बनाता है।

डायल स्केल स्नातक होना चाहिए। शेड्यूल इंस्टॉलेशन से जुड़ा हुआ है।

कार्य आदेश

1. प्रिज्म 3 को ऊपर उठाएं, परीक्षण द्रव की 2-3 बूंदें प्रिज्म 4 की सतह पर रखें और प्रिज्म 3 को नीचे करें (चित्र 4.10 देखें)।

3. ओकुलर लक्ष्यीकरण का उपयोग करके, पैमाने की एक तेज छवि और देखने के क्षेत्रों के बीच इंटरफ़ेस प्राप्त करें।

4. कम्पेसाटर 5 के हैंडल 12 को घुमाते हुए, दृष्टि के क्षेत्रों के बीच इंटरफेस के रंगीन रंग को नष्ट कर दें।

ऐपिस को स्केल के साथ ले जाते हुए, निशान (--) को अंधेरे और हल्के क्षेत्रों की सीमा के साथ संरेखित करें और लिक्विड इंडेक्स का मान रिकॉर्ड करें।

6. तरल पदार्थों के प्रस्तावित सेट की जांच करें और माप त्रुटि का मूल्यांकन करें।

7. प्रत्येक माप के बाद, प्रिज्म की सतह को आसुत जल में भिगोए हुए फिल्टर पेपर से पोंछ लें।

परीक्षण प्रश्न

विकल्प 1

किसी माध्यम के निरपेक्ष और सापेक्ष अपवर्तनांक को परिभाषित करें।

2. दो माध्यमों (n2> n1, और n2 . के इंटरफेस के माध्यम से किरणों का पथ बनाएं< n1).

3. एक संबंध प्राप्त करें जो अपवर्तनांक n को मोटाई d और प्लेट की स्पष्ट मोटाई d¢ से संबंधित करता है।

4. एक कार्य।किसी पदार्थ के लिए पूर्ण आंतरिक परावर्तन का सीमित कोण 30° होता है।

इस पदार्थ का अपवर्तनांक ज्ञात कीजिए।

उत्तर: एन = 2।

विकल्प 2

1. पूर्ण आंतरिक परावर्तन की परिघटना क्या है?

2. आरएल-2 रेफ्रेक्टोमीटर के डिजाइन और संचालन के सिद्धांत का वर्णन करें।

3. रेफ्रेक्टोमीटर में कम्पेसाटर की भूमिका स्पष्ट कीजिए।

4. एक कार्य. एक प्रकाश बल्ब को गोल बेड़ा के केंद्र से 10 मीटर की गहराई तक उतारा जाता है। बेड़ा की न्यूनतम त्रिज्या ज्ञात कीजिए, जबकि प्रकाश बल्ब से एक भी किरण सतह तक नहीं पहुंचनी चाहिए।

उत्तर: आर = 11.3 मीटर।

अपवर्तक सूचकांक, या अपवर्तक गुणांक, एक अमूर्त संख्या है जो एक पारदर्शी माध्यम की अपवर्तक शक्ति को दर्शाती है। अपवर्तक सूचकांक को लैटिन अक्षर द्वारा निरूपित किया जाता है और इसे किसी दिए गए पारदर्शी माध्यम में एक शून्य से प्रवेश करने वाले बीम के अपवर्तन के कोण की ज्या के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है:

n = sin α/sin β = const या किसी शून्य में प्रकाश की गति के अनुपात के रूप में किसी दिए गए पारदर्शी माध्यम में प्रकाश की गति के अनुपात के रूप में: n = c/νλ शून्य से दिए गए पारदर्शी माध्यम में।

अपवर्तनांक को किसी माध्यम के प्रकाशिक घनत्व का माप माना जाता है

इस तरह से निर्धारित अपवर्तनांक को सापेक्ष अपवर्तनांक के विपरीत निरपेक्ष अपवर्तनांक कहा जाता है।

ई। दिखाता है कि प्रकाश के प्रसार की गति कितनी बार धीमी हो जाती है जब इसका अपवर्तक सूचकांक गुजरता है, जो कि बीम के एक माध्यम से गुजरने पर अपवर्तन कोण की ज्या और अपवर्तन कोण की ज्या के अनुपात से निर्धारित होता है। दूसरे घनत्व के माध्यम से घनत्व। सापेक्ष अपवर्तनांक निरपेक्ष अपवर्तनांक के अनुपात के बराबर है: n = n2/n1, जहां n1 और n2 पहले और दूसरे मीडिया के पूर्ण अपवर्तनांक हैं।

सभी पिंडों का निरपेक्ष अपवर्तनांक - ठोस, तरल और गैसीय - एक से अधिक होता है और 1 से 2 तक होता है, केवल दुर्लभ मामलों में 2 के मान से अधिक होता है।

अपवर्तनांक माध्यम के गुणों और प्रकाश की तरंग दैर्ध्य दोनों पर निर्भर करता है और घटती तरंग दैर्ध्य के साथ बढ़ता है।

इसलिए, एक सूचकांक को अक्षर p को सौंपा गया है, जो दर्शाता है कि संकेतक किस तरंग दैर्ध्य को संदर्भित करता है।

अपवर्तक सूचकांक

उदाहरण के लिए, TF-1 ग्लास के लिए, स्पेक्ट्रम के लाल भाग में अपवर्तनांक nC=1.64210 है, और बैंगनी भाग में nG'=1.67298 है।

कुछ पारदर्शी निकायों के अपवर्तक सूचकांक

वायु - 1.000292

पानी - 1,334

ईथर - 1,358

एथिल अल्कोहल - 1.363

ग्लिसरीन - 1, 473

ऑर्गेनिक ग्लास (प्लेक्सीग्लास) - 1, 49

बेंजीन - 1.503

(क्राउन ग्लास - 1.5163

फ़िर (कनाडाई), बाल्सम 1.54

भारी क्राउन ग्लास - 1, 61 26

चकमक पत्थर - 1.6164

कार्बन डाइसल्फ़ाइड - 1.629

कांच का भारी चकमक पत्थर - 1, 64 75

मोनोब्रोमोनाफथलीन - 1.66

कांच सबसे भारी चकमक पत्थर है - 1.92

हीरा - 2.42

स्पेक्ट्रम के विभिन्न भागों के लिए अपवर्तनांक में अंतर क्रोमैटिज्म का कारण है, अर्थात।

सफेद प्रकाश का अपवर्तन जब यह अपवर्तक भागों - लेंस, प्रिज्म आदि से होकर गुजरता है।

लैब #41

एक रेफ्रेक्टोमीटर का उपयोग करके तरल पदार्थों के अपवर्तनांक का निर्धारण

कार्य का उद्देश्य: एक रेफ्रेक्टोमीटर का उपयोग करके कुल आंतरिक परावर्तन की विधि द्वारा तरल पदार्थों के अपवर्तनांक का निर्धारण आईआरएफ-454बी; इसकी सांद्रता पर विलयन के अपवर्तनांक की निर्भरता का अध्ययन।

स्थापना विवरण

जब गैर-एकवर्णी प्रकाश अपवर्तित होता है, तो यह अपवर्तित हो जाता है मिश्रित रंगस्पेक्ट्रम में।

यह घटना प्रकाश की आवृत्ति (तरंग दैर्ध्य) पर किसी पदार्थ के अपवर्तनांक की निर्भरता के कारण होती है और इसे प्रकाश फैलाव कहा जाता है।

यह एक तरंग दैर्ध्य पर अपवर्तक सूचकांक द्वारा एक माध्यम की अपवर्तक शक्ति को चिह्नित करने के लिए प्रथागत है λ \u003d 589.3 एनएम (सोडियम वाष्प स्पेक्ट्रम में दो करीबी पीली रेखाओं की तरंग दैर्ध्य का औसत)।

60. परमाणु अवशोषण विश्लेषण में घोल में पदार्थों की सांद्रता निर्धारित करने के लिए किन विधियों का उपयोग किया जाता है?

यह अपवर्तनांक निरूपित किया जाता है एनडी.

विचरण का माप माध्य विचरण है, जिसे अंतर के रूप में परिभाषित किया गया है ( एनएफ-एनसी), कहाँ पे एनएफतरंग दैर्ध्य पर किसी पदार्थ का अपवर्तनांक है λ = 486.1 एनएम (हाइड्रोजन स्पेक्ट्रम में नीली रेखा), एनसीकिसी पदार्थ का अपवर्तनांक है λ - 656.3 एनएम (हाइड्रोजन के स्पेक्ट्रम में लाल रेखा)।

किसी पदार्थ का अपवर्तन सापेक्ष फैलाव के मूल्य की विशेषता है:
हैंडबुक आमतौर पर सापेक्ष फैलाव का व्युत्क्रम देते हैं, अर्थात।

इ।
,कहाँ पे फैलाव गुणांक है, या अब्बे संख्या।

द्रवों के अपवर्तनांक को निर्धारित करने के लिए एक उपकरण में एक रेफ्रेक्टोमीटर होता है आईआरएफ-454बीसंकेतक की माप सीमा के साथ; अपवर्तन एनडी 1.2 से 1.7 की सीमा में; परीक्षण तरल, प्रिज्म की सतहों को पोंछने के लिए पोंछे।

refractometer आईआरएफ-454बीतरल पदार्थ के अपवर्तनांक को सीधे मापने के साथ-साथ प्रयोगशाला में तरल पदार्थों के औसत फैलाव को निर्धारित करने के लिए डिज़ाइन किया गया एक परीक्षण उपकरण है।

डिवाइस के संचालन का सिद्धांत आईआरएफ-454बीप्रकाश के पूर्ण आंतरिक परावर्तन की घटना पर आधारित है।

डिवाइस का योजनाबद्ध आरेख अंजीर में दिखाया गया है। एक।

जांचे गए द्रव को प्रिज्म 1 और 2 के दो फलकों के बीच रखा गया है। प्रिज्म 2 को अच्छी तरह से पॉलिश किए गए चेहरे के साथ रखा गया है अबमाप रहा है, और प्रिज्म 1 का चेहरा मैट है लेकिन1 पर1 - प्रकाश। प्रकाश स्रोत से किरणें किनारे पर पड़ती हैं लेकिन1 से1 , अपवर्तित, एक मैट सतह पर गिरना लेकिन1 पर1 और इस सतह से बिखरा हुआ है।

फिर वे जांचे गए तरल की परत से गुजरते हैं और सतह पर गिरते हैं। अबप्रिज्म 2.

अपवर्तन के नियम के अनुसार
, कहाँ पे
तथा द्रव और प्रिज्म में क्रमशः किरणों के अपवर्तन कोण होते हैं।

जैसे-जैसे आपतन कोण बढ़ता है
अपवर्तन कोण भी बढ़ता है और अपने अधिकतम मूल्य तक पहुँचता है
, जब
, टी।

ई. जब एक तरल में एक बीम सतह पर स्लाइड करता है अब. फलस्वरूप,
. इस प्रकार प्रिज्म 2 से निकलने वाली किरणें एक निश्चित कोण तक सीमित होती हैं
.

तरल से प्रिज्म 2 में बड़े कोणों पर आने वाली किरणें अंतरापृष्ठ पर पूर्ण आंतरिक परावर्तन से गुजरती हैं अबऔर प्रिज्म से न गुजरें।

विचाराधीन उपकरण का उपयोग तरल पदार्थ, अपवर्तनांक का अध्ययन करने के लिए किया जाता है जो अपवर्तनांक से कम है प्रिज्म 2, इसलिए, तरल और कांच की सीमा पर अपवर्तित सभी दिशाओं की किरणें प्रिज्म में प्रवेश करेंगी।

जाहिर है, गैर-संचरित किरणों के अनुरूप प्रिज्म का हिस्सा काला हो जाएगा। प्रिज्म से निकलने वाली किरणों के मार्ग पर स्थित टेलीस्कोप 4 में, व्यक्ति दृश्य क्षेत्र के विभाजन को प्रकाश और अंधेरे भागों में देख सकता है।

प्रिज्म की प्रणाली को 1-2 घुमाकर, प्रकाश और अंधेरे क्षेत्रों के बीच की सीमा को दूरबीन के ऐपिस के धागों के क्रॉस के साथ जोड़ दिया जाता है। प्रिज्म 1-2 की प्रणाली एक पैमाने से जुड़ी होती है जो अपवर्तक सूचकांक मूल्यों में अंशांकित होती है।

स्केल पाइप के देखने के क्षेत्र के निचले हिस्से में स्थित होता है और, जब देखने के क्षेत्र के खंड को धागे के क्रॉस के साथ जोड़ा जाता है, तो तरल के अपवर्तक सूचकांक का संबंधित मान देता है .

फैलाव के कारण, सफेद रोशनी में देखने के क्षेत्र का इंटरफ़ेस रंगीन हो जाएगा। रंग को खत्म करने के लिए, साथ ही परीक्षण पदार्थ के औसत फैलाव को निर्धारित करने के लिए, कम्पेसाटर 3 का उपयोग किया जाता है, जिसमें सरेस से जोड़ा हुआ प्रत्यक्ष दृष्टि प्रिज्म (एमीसी प्रिज्म) की दो प्रणालियाँ होती हैं।

एक सटीक रोटरी मैकेनिकल डिवाइस का उपयोग करके प्रिज्म को अलग-अलग दिशाओं में एक साथ घुमाया जा सकता है, जिससे कम्पेसाटर का आंतरिक फैलाव बदल जाता है और ऑप्टिकल सिस्टम के माध्यम से देखे गए क्षेत्र के रंग को समाप्त कर देता है। स्केल वाला एक ड्रम कम्पेसाटर से जुड़ा होता है। , जिसके द्वारा फैलाव पैरामीटर निर्धारित किया जाता है, जिससे गणना करना संभव हो जाता है औसत विचरणपदार्थ।

कार्य आदेश

उपकरण को इस प्रकार समायोजित करें कि स्रोत (तापदीप्त लैंप) से प्रकाश प्रदीप्त प्रिज्म में प्रवेश करे और देखने के क्षेत्र को समान रूप से प्रकाशित करे।

2. मापने वाला प्रिज्म खोलें।

पानी की कुछ बूंदों को कांच की छड़ से इसकी सतह पर लगाएं और प्रिज्म को ध्यान से बंद करें। प्रिज्म के बीच की खाई को समान रूप से पानी की एक पतली परत से भरना चाहिए (इस पर विशेष ध्यान दें)।

स्केल के साथ डिवाइस के स्क्रू का उपयोग करके, देखने के क्षेत्र के रंग को समाप्त करें और प्रकाश और छाया के बीच एक तेज सीमा प्राप्त करें। डिवाइस के ऐपिस के रेफरेंस क्रॉस के साथ, इसे दूसरे स्क्रू की मदद से संरेखित करें। ऐपिस के पैमाने पर पानी का अपवर्तनांक निकटतम हजारवें हिस्से तक निर्धारित करें।

पानी के संदर्भ डेटा के साथ प्राप्त परिणामों की तुलना करें। यदि मापा और सारणीबद्ध अपवर्तक सूचकांक के बीच का अंतर ± 0.001 से अधिक नहीं है, तो माप सही ढंग से किया गया था।

अभ्यास 1

1. टेबल सॉल्ट का घोल तैयार करें ( सोडियम क्लोराइड) घुलनशीलता सीमा के करीब एकाग्रता के साथ (उदाहरण के लिए, सी = 200 ग्राम/लीटर)।

परिणामी विलयन के अपवर्तनांक को मापें।

3. समाधान को पूर्णांक संख्या से पतला करके, संकेतक की निर्भरता प्राप्त करें; विलयन की सान्द्रता से अपवर्तन और सारणी में भरें। एक।

तालिका एक

एक व्यायाम।अधिकतम (प्रारंभिक) के 3/4 के बराबर घोल की सांद्रता को केवल कमजोर करके कैसे प्राप्त करें?

प्लॉट निर्भरता ग्राफ एन = एन (सी). प्रायोगिक डेटा की आगे की प्रक्रिया शिक्षक के निर्देशानुसार की जानी चाहिए।

प्रयोगात्मक डेटा का प्रसंस्करण

ए) ग्राफिक विधि

ग्राफ से ढलान निर्धारित करें पर, जो प्रयोग की शर्तों के तहत विलेय और विलायक की विशेषता होगी।

2. ग्राफ का प्रयोग करके विलयन की सांद्रता ज्ञात कीजिए सोडियम क्लोराइडप्रयोगशाला सहायक द्वारा दिया गया।

बी) विश्लेषणात्मक विधि

तरीका कम से कम वर्गों calculate लेकिन, परतथा एसबी.

पाए गए मूल्यों के अनुसार लेकिनतथा परमाध्य निर्धारित करें
समाधान एकाग्रता सोडियम क्लोराइडप्रयोगशाला सहायक द्वारा दिया गया

परीक्षण प्रश्न

प्रकाश का फैलाव। क्या अंतर है सामान्य फैलावविषम से?

2. पूर्ण आंतरिक परावर्तन की परिघटना क्या है?

3. इस सेटअप का उपयोग करके किसी प्रिज्म के अपवर्तनांक से अधिक तरल के अपवर्तनांक को मापना असंभव क्यों है?

4. प्रिज्म का चेहरा क्यों? लेकिन1 पर1 मैट बनाओ?

गिरावट, सूचकांक

मनोवैज्ञानिक विश्वकोश

मानसिक गिरावट की डिग्री का आकलन करने का एक तरीका! वेक्सलर-बेलेव्यू परीक्षण द्वारा मापा गया कार्य। सूचकांक इस अवलोकन पर आधारित है कि परीक्षण द्वारा मापी गई कुछ क्षमताओं के विकास का स्तर उम्र के साथ घटता है, जबकि अन्य नहीं।

अनुक्रमणिका

मनोवैज्ञानिक विश्वकोश

- एक सूचकांक, नामों का एक रजिस्टर, शीर्षक, आदि मनोविज्ञान में - के लिए एक डिजिटल संकेतक मात्रा का ठहराव, घटना की विशेषता।

किसी पदार्थ का अपवर्तनांक किस पर निर्भर करता है?

अनुक्रमणिका

मनोवैज्ञानिक विश्वकोश

1. मोस्ट सामान्य अर्थ: चिह्नित करने, पहचानने या निर्देशित करने के लिए उपयोग की जाने वाली कोई भी चीज़; संकेत, शिलालेख, संकेत या प्रतीक। 2. एक सूत्र या संख्या, जिसे अक्सर एक कारक के रूप में व्यक्त किया जाता है, मूल्यों या मापों के बीच, या के बीच कुछ संबंध दिखाता है ...

सामाजिकता, सूचकांक

मनोवैज्ञानिक विश्वकोश

एक विशेषता जो किसी व्यक्ति की सामाजिकता को व्यक्त करती है। एक समाजोग्राम, उदाहरण के लिए, अन्य मापों के साथ, एक समूह के विभिन्न सदस्यों की सामाजिकता का आकलन देता है।

चयन, अनुक्रमणिका

मनोवैज्ञानिक विश्वकोश

व्यक्तियों को एक दूसरे से अलग करने में किसी विशेष परीक्षण या परीक्षण वस्तु की शक्ति का मूल्यांकन करने का एक सूत्र।

विश्वसनीयता, सूचकांक

मनोवैज्ञानिक विश्वकोश

एक आँकड़ा जो परीक्षण से प्राप्त वास्तविक मूल्यों और सैद्धांतिक रूप से सही मूल्यों के बीच संबंध का अनुमान प्रदान करता है।

यह सूचकांक r के मान के रूप में दिया गया है, जहां r परिकलित सुरक्षा कारक है।

पूर्वानुमान क्षमता, सूचकांक

मनोवैज्ञानिक विश्वकोश

एक चर के बारे में ज्ञान का उपयोग दूसरे चर के बारे में भविष्यवाणी करने के लिए किस हद तक किया जा सकता है, इसका एक उपाय, यह देखते हुए कि उन चरों का सहसंबंध ज्ञात है। आमतौर पर प्रतीकात्मक रूप में इसे ई के रूप में व्यक्त किया जाता है, सूचकांक को 1 के रूप में दर्शाया जाता है - ((...

शब्द, सूचकांक

मनोवैज्ञानिक विश्वकोश

लिखित और/या बोली जाने वाली भाषा में शब्दों के घटित होने की किसी व्यवस्थित आवृत्ति के लिए एक सामान्य शब्द।

अक्सर ऐसे सूचकांक विशिष्ट भाषाई क्षेत्रों तक सीमित होते हैं, जैसे प्रथम श्रेणी की पाठ्यपुस्तकें, माता-पिता-बच्चे की बातचीत। हालांकि, अनुमान ज्ञात हैं ...

शारीरिक संरचनाएं, सूचकांक

मनोवैज्ञानिक विश्वकोश

ऊंचाई और छाती की परिधि के अनुपात के आधार पर ईसेनक द्वारा प्रस्तावित एक शरीर माप।

जिनके स्कोर "सामान्य" श्रेणी में थे, उन्हें मेसोमोर्फ्स कहा जाता था मानक विचलनया औसत से ऊपर - लेप्टोमॉर्फ्स और मानक विचलन के भीतर या ...

व्याख्यान के लिए 24

"विश्लेषण के वाद्य तरीके"

रेफ्रेक्टोमेट्री।

साहित्य:

1. वी.डी. पोनोमारेव "एनालिटिकल केमिस्ट्री" 1983 246-251

2. ए.ए. इशचेंको "एनालिटिकल केमिस्ट्री" 2004 पीपी 181-184

रेफ्रेक्टोमेट्री।

रेफ्रेक्टोमेट्री सबसे सरल में से एक है भौतिक तरीकेविश्लेषण की न्यूनतम मात्रा के साथ विश्लेषण और बहुत कम समय में किया जाता है।

रेफ्रेक्टोमेट्री- अपवर्तन या अपवर्तन की घटना पर आधारित एक विधि अर्थात।

एक माध्यम से दूसरे माध्यम में जाने पर प्रकाश के संचरण की दिशा में परिवर्तन।

अपवर्तन, साथ ही प्रकाश का अवशोषण, माध्यम के साथ इसकी बातचीत का परिणाम है।

रेफ्रेक्टोमेट्री शब्द का अर्थ है आयाम प्रकाश का अपवर्तन, जिसका अनुमान अपवर्तनांक के मान से लगाया जाता है।

अपवर्तक सूचकांक मूल्य एननिर्भर करता है

1) पदार्थों और प्रणालियों की संरचना पर,

2) से किस एकाग्रता में और रास्ते में प्रकाश किरण किन अणुओं से मिलती है, क्योंकि

प्रकाश की क्रिया के तहत, विभिन्न पदार्थों के अणु अलग-अलग तरीकों से ध्रुवीकृत होते हैं। यह इस निर्भरता पर है कि रेफ्रेक्टोमेट्रिक विधि आधारित है।

इस पद्धति के कई फायदे हैं, जिसके परिणामस्वरूप इसे रासायनिक अनुसंधान और तकनीकी प्रक्रियाओं के नियंत्रण दोनों में व्यापक आवेदन मिला है।

1) अपवर्तक सूचकांकों का मापन एक बहुत ही सरल प्रक्रिया है जिसे सटीक रूप से और कम से कम समय और पदार्थ की मात्रा के निवेश के साथ किया जाता है।

2) आमतौर पर, रेफ्रेक्टोमीटर प्रकाश के अपवर्तक सूचकांक और विश्लेषण की सामग्री को निर्धारित करने में 10% तक सटीकता प्रदान करते हैं

समाधान के अध्ययन में कार्बनिक और अकार्बनिक यौगिकों की संरचना का निर्धारण करने के लिए, अलग-अलग पदार्थों की पहचान करने के लिए, प्रामाणिकता और शुद्धता को नियंत्रित करने के लिए रेफ्रेक्टोमेट्री विधि का उपयोग किया जाता है।

रेफ्रेक्टोमेट्री का उपयोग दो-घटक समाधानों की संरचना और टर्नरी सिस्टम के लिए निर्धारित करने के लिए किया जाता है।

विधि का भौतिक आधार

अपवर्तक संकेतक।

एक माध्यम से दूसरे माध्यम में जाने पर प्रकाश पुंज का अपनी मूल दिशा से विचलन से अधिक होता है अधिक अंतरदो में प्रकाश प्रसार की गति में

इन वातावरण।

किन्हीं दो पारदर्शी मीडिया I और II की सीमा पर एक प्रकाश पुंज के अपवर्तन पर विचार करें (देखिए चित्र।

चावल।)। आइए हम इस बात से सहमत हों कि माध्यम II की अपवर्तनांक अधिक होती है और इसलिए, एन 1तथा एन 2- संबंधित मीडिया के अपवर्तन को दर्शाता है। यदि माध्यम I न तो निर्वात है और न ही वायु, तो प्रकाश पुंज के आपतन कोण का पाप और अपवर्तन कोण के पाप का अनुपात आपेक्षिक अपवर्तनांक n rel का मान देगा। एन रिले का मान।

कांच का अपवर्तनांक कितना होता है? और कब जानना जरूरी है?

विचाराधीन मीडिया के अपवर्तनांक के अनुपात के रूप में भी परिभाषित किया जा सकता है।

एनआरईएल = —— = —

अपवर्तनांक का मान निर्भर करता है

1) पदार्थों की प्रकृति

इस मामले में किसी पदार्थ की प्रकृति प्रकाश की क्रिया के तहत उसके अणुओं की विकृति की डिग्री से निर्धारित होती है - ध्रुवीकरण की डिग्री।

ध्रुवीकरण जितना तीव्र होगा, प्रकाश का अपवर्तन उतना ही मजबूत होगा।

2)घटना प्रकाश तरंग दैर्ध्य

अपवर्तनांक का माप 589.3 एनएम (सोडियम स्पेक्ट्रम की रेखा डी) के प्रकाश तरंग दैर्ध्य पर किया जाता है।

प्रकाश की तरंग दैर्ध्य पर अपवर्तनांक की निर्भरता को फैलाव कहा जाता है।

कैसे कम लंबाईतरंगें, अधिक से अधिक अपवर्तन. इसलिए, विभिन्न तरंग दैर्ध्य की किरणें अलग तरह से अपवर्तित होती हैं।

3)तापमान जिस पर माप लिया जाता है। दुबारा िवनंतीकरनाअपवर्तक सूचकांक का निर्धारण तापमान शासन का पालन है। आमतौर पर, निर्धारण 20±0.30C पर किया जाता है।

जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, अपवर्तनांक घटता है, और जैसे-जैसे तापमान घटता है, यह बढ़ता जाता है।.

तापमान सुधार की गणना निम्न सूत्र का उपयोग करके की जाती है:

nt=n20+ (20-टी) 0.0002, जहां

एनटी-अलविदा किसी दिए गए तापमान पर अपवर्तनांक,

n20 - अपवर्तनांक 200С . पर

गैसों और तरल पदार्थों के अपवर्तक सूचकांकों के मूल्यों पर तापमान का प्रभाव उनके वॉल्यूमेट्रिक विस्तार के गुणांक के मूल्यों से संबंधित है।

गर्म होने पर सभी गैसों और तरल पदार्थों की मात्रा बढ़ जाती है, घनत्व कम हो जाता है और परिणामस्वरूप, संकेतक कम हो जाता है

200C पर मापा गया अपवर्तनांक और 589.3 एनएम की एक प्रकाश तरंग दैर्ध्य को सूचकांक द्वारा दर्शाया गया है एनडी20

अपने राज्य पर एक सजातीय दो-घटक प्रणाली के अपवर्तक सूचकांक की निर्भरता प्रयोगात्मक रूप से कई मानक प्रणालियों (उदाहरण के लिए, समाधान) के लिए अपवर्तक सूचकांक निर्धारित करके स्थापित की जाती है, जिसमें घटकों की सामग्री ज्ञात होती है।

4) किसी विलयन में किसी पदार्थ की सांद्रता।

पदार्थों के कई जलीय घोलों के लिए, विभिन्न सांद्रता और तापमान पर अपवर्तक सूचकांकों को मज़बूती से मापा गया है, और इन मामलों में संदर्भ डेटा का उपयोग किया जा सकता है। रेफ्रेक्टोमेट्रिक टेबल.

अभ्यास से पता चलता है कि जब भंग पदार्थ की सामग्री 10-20% से अधिक नहीं होती है, साथ में ग्राफिक विधिकई मामलों में आप उपयोग कर सकते हैं रेखीय समीकरणप्रकार:

एन = नहीं + एफसी,

एन-विलयन का अपवर्तनांक,

नहींशुद्ध विलायक का अपवर्तनांक है,

सी- भंग पदार्थ की एकाग्रता,%

एफ-अनुभवजन्य गुणांक, जिसका मूल्य पाया जाता है

ज्ञात सांद्रता के विलयनों के अपवर्तनांक का निर्धारण करके।

रेफ्रेक्टोमीटर।

रेफ्रेक्टोमीटर वे उपकरण हैं जिनका उपयोग अपवर्तनांक को मापने के लिए किया जाता है।

इन उपकरणों के 2 प्रकार हैं: एबे टाइप रेफ्रेक्टोमीटर और पुल्फ्रिच प्रकार। उन और अन्य दोनों में, माप अपवर्तन के सीमित कोण के परिमाण को निर्धारित करने पर आधारित होते हैं। व्यवहार में, रेफ्रेक्टोमीटर का उपयोग किया जाता है विभिन्न प्रणालियाँ: प्रयोगशाला-आरएल, यूनिवर्सल आरएलयू, आदि।

आसुत जल का अपवर्तनांक n0 = 1.33299, व्यवहार में, इस सूचक को n0 के रूप में संदर्भ के रूप में लिया जाता है =1,333.

रेफ्रेक्टोमीटर पर संचालन का सिद्धांत सीमित कोण विधि (कोण .) द्वारा अपवर्तक सूचकांक के निर्धारण पर आधारित है कुल प्रतिबिंबस्वेता)।

हाथ रेफ्रेक्टोमीटर

रेफ्रेक्टोमीटर अब्बे

रेफ्रेक्टोमेट्री के आवेदन के क्षेत्र।

आईआरएफ -22 रेफ्रेक्टोमीटर के संचालन का उपकरण और सिद्धांत।

अपवर्तक सूचकांक की अवधारणा।

योजना

रेफ्रेक्टोमेट्री। विधि की विशेषताएं और सार।

पदार्थों की पहचान करने और उनकी शुद्धता की जांच करने के लिए उपयोग करें

अपवर्तक।

किसी पदार्थ का अपवर्तनांक- निर्वात और दृश्य माध्यम में प्रकाश (विद्युत चुम्बकीय तरंगों) के चरण वेगों के अनुपात के बराबर मान।

अपवर्तनांक पदार्थ के गुणों और तरंग दैर्ध्य पर निर्भर करता है

विद्युत चुम्बकीय विकिरण। के सापेक्ष आपतन कोण की ज्या का अनुपात

बीम के अपवर्तन के विमान (α) के लिए खींचा गया सामान्य अपवर्तन कोण की ज्या के लिए

माध्यम A से मध्यम B में किरण के संक्रमण के दौरान अपवर्तन (β) मीडिया के इस जोड़े के लिए आपेक्षिक अपवर्तनांक कहलाता है।

मान n के अनुसार माध्यम B का आपेक्षिक अपवर्तनांक है

पर्यावरण ए के संबंध में, और

माध्यम A का सापेक्ष अपवर्तनांक के संबंध में

वायुहीन से माध्यम पर आपतित किरण का अपवर्तनांक

वें स्थान को इसका पूर्ण अपवर्तनांक कहा जाता है या

किसी दिए गए माध्यम का केवल अपवर्तनांक (तालिका 1)।

तालिका 1 - विभिन्न मीडिया के अपवर्तक सूचकांक

तरल पदार्थों का अपवर्तनांक 1.2-1.9 की सीमा में होता है। ठोस

पदार्थ 1.3-4.0। कुछ खनिज नहीं सही मूल्यप्रदर्शन-

अपवर्तन के लिए। इसका मान एक निश्चित "कांटा" में होता है और निर्धारित करता है

क्रिस्टल संरचना में अशुद्धियों की उपस्थिति के कारण, जो रंग निर्धारित करता है

क्रिस्टल

"रंग" द्वारा खनिज की पहचान मुश्किल है। तो, खनिज कोरन्डम माणिक, नीलम, ल्यूकोसेफायर के रूप में मौजूद है, जो अलग-अलग हैं

अपवर्तक सूचकांक और रंग। लाल कोरन्डम को माणिक कहा जाता है

(क्रोमियम मिश्रण), रंगहीन नीला, हल्का नीला, गुलाबी, पीला, हरा,

बैंगनी - नीलम (कोबाल्ट, टाइटेनियम, आदि की अशुद्धियाँ)। हल्का रंगीन

नी नीलम या रंगहीन कोरन्डम को ल्यूकोसेफायर (व्यापक रूप से) कहा जाता है

प्रकाशिकी में प्रकाश फिल्टर के रूप में उपयोग किया जाता है)। इन क्रिस्टलों का अपवर्तनांक

स्टाल 1.757-1.778 की सीमा में स्थित है और पहचान करने का आधार है

चित्र 3.1 - रूबी चित्र 3.2 - नीलम नीला

कार्बनिक और अकार्बनिक तरल पदार्थों में भी विशेषता अपवर्तक सूचकांक मान होते हैं जो उन्हें रासायनिक के रूप में चिह्नित करते हैं

nye यौगिकों और उनके संश्लेषण की गुणवत्ता (तालिका 2):

तालिका 2 - 20 डिग्री सेल्सियस पर कुछ तरल पदार्थों के अपवर्तक सूचकांक

4.2. रेफ्रेक्टोमेट्री: अवधारणा, सिद्धांत।

संकेतक के निर्धारण के आधार पर पदार्थों के अध्ययन की विधि

अपवर्तन (अपवर्तन) के (गुणांक) को रेफ्रेक्टोमेट्री कहा जाता है (से

अव्य. अपवर्तक - अपवर्तित और ग्रीक। मीटरो - मैं मापता हूं)। रेफ्रेक्टोमेट्री

(रेफ्रेक्टोमेट्रिक विधि) रासायनिक की पहचान करने के लिए प्रयोग किया जाता है

यौगिक, मात्रात्मक और संरचनात्मक विश्लेषण, भौतिक की परिभाषा

पदार्थों के रासायनिक पैरामीटर। रेफ्रेक्टोमेट्री सिद्धांत लागू किया गया

एबे रेफ्रेक्टोमीटर में, चित्र 1 द्वारा सचित्र।

चित्र 1 - रेफ्रेक्टोमेट्री का सिद्धांत

अब्बे प्रिज्म ब्लॉक में दो आयताकार प्रिज्म होते हैं: रोशनी

शरीर और माप, कर्ण चेहरों से मुड़ा हुआ। प्रदीपक-

प्रिज्म में एक मोटा (मैट) कर्ण चेहरा होता है और इसका इरादा होता है

छैना प्रिज्म के बीच रखे एक तरल नमूने को रोशन करने के लिए।

बिखरा हुआ प्रकाश जांच किए गए तरल की एक समतल-समानांतर परत से होकर गुजरता है और तरल में अपवर्तित होने के कारण मापने वाले प्रिज्म पर पड़ता है। मापने वाला प्रिज्म वैकल्पिक रूप से घने कांच (भारी चकमक पत्थर) से बना होता है और इसका अपवर्तनांक 1.7 से अधिक होता है। इस कारण से, अब्बे रेफ्रेक्टोमीटर 1.7 से कम के n मान को मापता है। अपवर्तक सूचकांक की माप सीमा में वृद्धि केवल मापने वाले प्रिज्म को बदलकर प्राप्त की जा सकती है।

परीक्षण के नमूने को मापने वाले प्रिज्म के कर्ण फलक पर डाला जाता है और रोशनी वाले प्रिज्म के खिलाफ दबाया जाता है। इस मामले में, उन प्रिज्मों के बीच 0.1-0.2 मिमी का अंतर रहता है जिसमें नमूना स्थित है, और के माध्यम से

जो प्रकाश के अपवर्तन से गुजरता है। अपवर्तनांक मापने के लिए

पूर्ण आंतरिक परावर्तन की घटना का उपयोग करें। इसमें शामिल है

अगला।

यदि किरणें 1, 2, 3 दो माध्यमों के बीच इंटरफेस पर पड़ती हैं, तो यह निर्भर करता है

अपवर्तनांक को अपवर्तक माध्यम में देखने पर आपतन कोण होगा

विभिन्न रोशनी के क्षेत्रों के संक्रमण की उपस्थिति देखी जाती है। यह जुड़ा हुआ है

लगभग के कोण पर अपवर्तन की सीमा पर प्रकाश के कुछ भाग की घटना के साथ।

किम से 90° सामान्य (बीम 3) के संबंध में। (चित्र 2)।

चित्र 2 - अपवर्तित किरणों की छवि

किरणों का यह भाग परावर्तित नहीं होता है और इसलिए एक हल्की वस्तु बनाता है।

अपवर्तन। छोटे कोणों वाली किरणें अनुभव करती हैं और परावर्तित होती हैं

और अपवर्तन। इसलिए, कम रोशनी वाला क्षेत्र बनता है। मात्रा में

कुल आंतरिक परावर्तन की सीमा रेखा लेंस पर दिखाई देती है, स्थिति

जो नमूने के अपवर्तनांक पर निर्भर करता है।

फैलाव की घटना का उन्मूलन (एब्बे रेफ्रेक्टोमीटर में जटिल सफेद प्रकाश के उपयोग के कारण इंद्रधनुष के रंगों में रोशनी के दो क्षेत्रों के बीच इंटरफेस को रंगना) कम्पेसाटर में दो एमीसी प्रिज्म का उपयोग करके प्राप्त किया जाता है, जो इसमें लगे होते हैं दूरबीन। उसी समय, लेंस में एक पैमाना प्रक्षेपित किया जाता है (चित्र 3)। विश्लेषण के लिए 0.05 मिलीलीटर तरल पर्याप्त है।

चित्र 3 - रेफ्रेक्टोमीटर की ऐपिस के माध्यम से देखें। (सही पैमाना दर्शाता है

पीपीएम में मापा घटक की एकाग्रता)

एकल-घटक नमूनों के विश्लेषण के अलावा, व्यापक रूप से विश्लेषण किया जाता है

दो-घटक प्रणालियाँ (जलीय घोल, पदार्थों के घोल जिनमें

या विलायक)। आदर्श दो-घटक प्रणालियों में (गठन-

घटकों की मात्रा और ध्रुवीकरण को बदले बिना), निर्भरता को दिखाया गया है

संरचना पर अपवर्तनांक रैखिक के करीब है यदि संरचना के संदर्भ में व्यक्त किया जाता है

आयतन अंश (प्रतिशत)

जहां: n, n1, n2 - मिश्रण और घटकों के अपवर्तनांक,

V1 और V2 घटकों के आयतन अंश हैं (V1 + V2 = 1)।

अपवर्तनांक पर तापमान का प्रभाव दो से निर्धारित होता है

कारक: प्रति इकाई आयतन में तरल कणों की संख्या में परिवर्तन और

तापमान पर अणुओं के ध्रुवीकरण की निर्भरता। दूसरा कारक बन गया

बहुत बड़े तापमान परिवर्तन पर ही महत्वपूर्ण हो जाता है।

अपवर्तनांक का तापमान गुणांक घनत्व के तापमान गुणांक के समानुपाती होता है। चूंकि सभी तरल पदार्थ गर्म होने पर फैलते हैं, तापमान बढ़ने पर उनके अपवर्तनांक कम हो जाते हैं। तापमान गुणांक तरल के तापमान पर निर्भर करता है, लेकिन छोटे तापमान अंतराल में इसे स्थिर माना जा सकता है। इस कारण से, अधिकांश रेफ्रेक्टोमीटर में तापमान नियंत्रण नहीं होता है, हालांकि, कुछ डिज़ाइन प्रदान करते हैं

पानी का तापमान नियंत्रण।

तापमान परिवर्तन के साथ अपवर्तक सूचकांक का रैखिक एक्सट्रपलेशन छोटे तापमान अंतर (10 - 20 डिग्री सेल्सियस) के लिए स्वीकार्य है।

विस्तृत तापमान रेंज में अपवर्तक सूचकांक का सटीक निर्धारण फॉर्म के अनुभवजन्य सूत्रों के अनुसार किया जाता है:

एनटी=एन0+पर+बीटी2+…

व्यापक सांद्रता रेंज पर समाधान रेफ्रेक्टोमेट्री के लिए

तालिकाओं या अनुभवजन्य सूत्रों का उपयोग करें। प्रदर्शन निर्भरता-

सान्द्रता पर कुछ पदार्थों के जलीय विलयनों का अपवर्तनांक

रैखिक के करीब है और इन पदार्थों की सांद्रता को निर्धारित करना संभव बनाता है

अपवर्तन का उपयोग करते हुए सांद्रता की एक विस्तृत श्रृंखला में पानी (चित्र 4)

टोमीटर

चित्र 4 - कुछ जलीय विलयनों का अपवर्तनांक

आमतौर पर, n तरल और ठोस निकायों को रिफ्रैक्ट्रोमीटर द्वारा सटीकता के साथ निर्धारित किया जाता है

0.0001 तक। प्रिज्म ब्लॉक और फैलाव कम्पेसाटर के साथ सबसे आम एब्बे रेफ्रेक्टोमीटर (चित्र 5) हैं, जो स्केल या डिजिटल संकेतक पर "सफेद" प्रकाश में एनडी निर्धारित करना संभव बनाते हैं।

चित्र 5 - अब्बे रेफ्रेक्टोमीटर (IRF-454; IRF-22)

पाठ 25/III-1 विभिन्न माध्यमों में प्रकाश का प्रसार। दो माध्यमों के बीच अंतरापृष्ठ पर प्रकाश का अपवर्तन।

नई सामग्री सीखना।

अब तक, हमने हमेशा की तरह, एक माध्यम में प्रकाश के प्रसार पर विचार किया है - हवा में। प्रकाश विभिन्न माध्यमों में फैल सकता है: एक माध्यम से दूसरे माध्यम में जाना; आपतन बिंदुओं पर, किरणें न केवल सतह से परावर्तित होती हैं, बल्कि आंशिक रूप से इसके माध्यम से भी गुजरती हैं। इस तरह के संक्रमण कई खूबसूरत और दिलचस्प घटनाओं का कारण बनते हैं।

दो माध्यमों की सीमा से गुजरने वाले प्रकाश के संचरण की दिशा में परिवर्तन को प्रकाश का अपवर्तन कहते हैं।

दो पारदर्शी मीडिया के बीच इंटरफेस पर प्रकाश किरण की घटना का हिस्सा परिलक्षित होता है, और हिस्सा दूसरे माध्यम में चला जाता है। इस मामले में, प्रकाश किरण की दिशा, जो दूसरे माध्यम में चली गई है, बदल जाती है। इसलिए, घटना को अपवर्तन कहा जाता है, और बीम को अपवर्तित कहा जाता है।

1 - घटना बीम

2 - परावर्तित किरण

3 - अपवर्तित किरण α β

OO 1 - दो मीडिया के बीच की सीमा

एमएन - लंबवत ओ ओ 1

बीम द्वारा गठित कोण और दो मीडिया के बीच इंटरफेस के लंबवत, बीम की घटना के बिंदु तक कम किया जाता है, अपवर्तन कोण कहलाता है (गामा)।

निर्वात में प्रकाश 300,000 किमी/सेकंड की गति से यात्रा करता है। किसी भी माध्यम में प्रकाश की गति हमेशा निर्वात की तुलना में कम होती है। इसलिए जब प्रकाश एक माध्यम से दूसरे माध्यम में जाता है तो उसकी गति कम हो जाती है और यही प्रकाश के अपवर्तन का कारण होता है। किसी माध्यम में प्रकाश के संचरण की गति जितनी कम होगी, इस माध्यम का प्रकाशिक घनत्व उतना ही अधिक होगा। उदाहरण के लिए, हवा में निर्वात की तुलना में अधिक ऑप्टिकल घनत्व होता है, क्योंकि हवा में प्रकाश की गति निर्वात की तुलना में कुछ कम होती है। पानी का ऑप्टिकल घनत्व हवा के ऑप्टिकल घनत्व से अधिक होता है, क्योंकि हवा में प्रकाश की गति पानी की तुलना में अधिक होती है।

दो मीडिया के ऑप्टिकल घनत्व जितना अधिक होता है, उतना ही अधिक प्रकाश उनके इंटरफेस पर अपवर्तित होता है। दो माध्यमों के बीच अंतरापृष्ठ पर प्रकाश की गति जितनी अधिक बदलती है, उतना ही यह अपवर्तित होता है।

हर पारदर्शी पदार्थ के लिए इतना महत्वपूर्ण है शारीरिक विशेषता, प्रकाश के अपवर्तनांक के रूप में एन।यह दर्शाता है कि किसी दिए गए पदार्थ में प्रकाश की गति निर्वात की तुलना में कितनी गुना कम है।

अपवर्तक सूचकांक

पदार्थ		पदार्थ		पदार्थ
		सेंधा नमक		तारपीन
		देवदार का तेल		इथेनॉल
ग्लिसरॉल		प्लेक्सीग्लस		ग्लास (प्रकाश)
		कार्बन डाइसल्फ़ाइड

आपतन कोण और अपवर्तन कोण के बीच का अनुपात प्रत्येक माध्यम के प्रकाशिक घनत्व पर निर्भर करता है। यदि प्रकाश की किरण कम प्रकाशिक घनत्व वाले माध्यम से उच्च प्रकाशिक घनत्व वाले माध्यम में जाती है, तो अपवर्तन कोण आपतन कोण से छोटा होगा। यदि प्रकाश की किरण उच्च प्रकाशीय घनत्व वाले माध्यम से गुजरती है, तो अपवर्तन कोण आपतन कोण से छोटा होगा। यदि प्रकाश की किरण उच्च प्रकाशीय घनत्व वाले माध्यम से कम प्रकाशिक घनत्व वाले माध्यम में जाती है, तो अपवर्तन कोण आपतन कोण से अधिक होता है।

अर्थात्, यदि n 1 ; यदि n 1 >n 2 , तो α<γ.

प्रकाश के अपवर्तन का नियम :

आपतित बीम, अपवर्तित बीम और बीम के आपतन बिंदु पर दो मीडिया के बीच इंटरफेस के लंबवत एक ही तल में स्थित होते हैं।

आपतन कोण और अपवर्तन कोण का अनुपात सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है।

आपतन कोण की ज्या कहाँ है, अपवर्तन कोण की ज्या है।

कोणों के लिए ज्या और स्पर्शरेखा का मान 0 - 900

डिग्री			डिग्री			डिग्री

प्रकाश के अपवर्तन का नियम सबसे पहले डच खगोलशास्त्री और गणितज्ञ डब्ल्यू स्नेलियस द्वारा 1626 के आसपास तैयार किया गया था, जो लीडेन विश्वविद्यालय (1613) में एक प्रोफेसर थे।

16वीं शताब्दी के लिए, प्रकाशिकी एक अति-आधुनिक विज्ञान था। पानी से भरी एक कांच की गेंद से, जिसे लेंस के रूप में इस्तेमाल किया जाता था, एक आवर्धक कांच का उदय हुआ। और इससे उन्होंने एक स्पाईग्लास और एक माइक्रोस्कोप का आविष्कार किया। उस समय, नीदरलैंड को तट को देखने और दुश्मनों से समय पर बचने के लिए दूरबीनों की आवश्यकता थी। यह प्रकाशिकी था जिसने नेविगेशन की सफलता और विश्वसनीयता सुनिश्चित की। इसलिए, नीदरलैंड में, बहुत से वैज्ञानिक प्रकाशिकी में रुचि रखते थे। डचमैन स्केल वैन रॉयन (स्नेलियस) ने देखा कि कैसे एक दर्पण में प्रकाश की एक पतली किरण परिलक्षित होती है। उन्होंने आपतन कोण और परावर्तन कोण को मापा और पाया कि परावर्तन कोण आपतन कोण के बराबर है। वह प्रकाश के परावर्तन के नियमों का भी मालिक है। उन्होंने प्रकाश के अपवर्तन के नियम का प्रतिपादन किया।

प्रकाश के अपवर्तन के नियम पर विचार करें।

इसमें - पहले के सापेक्ष दूसरे माध्यम का सापेक्ष अपवर्तनांक, उस स्थिति में जब दूसरे में उच्च ऑप्टिकल घनत्व होता है। यदि प्रकाश अपवर्तित हो जाता है और कम ऑप्टिकल घनत्व वाले माध्यम से गुजरता है, तो α< γ, тогда

यदि पहला माध्यम निर्वात है, तो n 1 =1 फिर ।

इस सूचकांक को दूसरे माध्यम का निरपेक्ष अपवर्तनांक कहा जाता है:

निर्वात में प्रकाश की गति कहाँ है, किसी माध्यम में प्रकाश की गति कहाँ है।

पृथ्वी के वायुमंडल में प्रकाश के अपवर्तन का एक परिणाम यह तथ्य है कि हम सूर्य और तारों को उनकी वास्तविक स्थिति से थोड़ा ऊपर देखते हैं। प्रकाश का अपवर्तन मृगतृष्णा, इंद्रधनुष की घटना की व्याख्या कर सकता है ... प्रकाश अपवर्तन की घटना संख्यात्मक ऑप्टिकल उपकरणों के संचालन के सिद्धांत का आधार है: एक माइक्रोस्कोप, एक दूरबीन, एक कैमरा।