To tylko jedna z 7 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
Ćwiczenie 12
Pomiar współczynnika załamania refraktometrem Pulfricha
1. Wprowadzenie
Bezwzględny współczynnik załamania światła określa, ile razy szybciej porusza się światło w próżni,
w porównaniu do prędkości światła w
badanym ośrodku
. Światło jest falą
elektromagnetyczną i przy przejściu z jednego ośrodka do drugiego częstotliwość drgania tej fali
pozostaje stała f=vpr/λpr=vośr/λośr, lecz zmienia się długość fali światła (λpr≠λośr). Podobnie, względny
współczynnik załamania, określa stosunek prędkości światła w ośrodku odniesienia, względem którego
ten stosunek jest definiowany np. powietrza, do prędkości światła w ośrodku badanym n=vodn/vośr.
Względny współczynnik załamania jest też, jak widać, stosunkiem bezwzględnych współczynników
załamania ośrodków: badanego i odniesienia n=nośr/nodn=(vpr/vośr)/(vpr/vodn)=vodn/vośr. Zwykle, w
praktyce, przez współczynnik załamania rozumiemy współczynnik załamania względny, mierzony
względem powietrza (dlatego też bezwzględny współczynnik załamania badanego ośrodka jest większy
od tak mierzonego o ok. 1.0003 raza). Jeżeli prędkość światła w danym ośrodku nie zależy od długości
fali światła ( tzn. jest taka sama dla światła o różnych długościach fali, v(λ)=const i n(λ)=const ) oznacza
to, że ośrodek nie jest dyspersyjny (próżnia, powietrze). Dla ośrodków dyspersyjnych prędkość światła
w tych ośrodkach zależy od długości fa1i światła (v=v(λ), n=n(λ)). To właśnie różna prędkość światła,
w różnych ośrodkach, jest przyczyną znanego prawa załamania na granicy dwóch ośrodków:
,
(1)
gdzie α i β są kątami padania i załamania na granicy ośrodków.
Prawo to jest podstawą wszystkich pomiarów refraktometrycznych, które są pomiarami względnymi,
ponieważ określają jeden współczynnik załamania względem innego współczynnika odniesienia. W
pomiarach refraktometrycznych współczynnikiem odniesienia jest współczynnik załamania pryzmatu
refraktometru, i w związku z tym musi być dokładnie znany i wyznaczony innymi metodami np.
spektrometrem.
Własności różnych ośrodków mogą być różne. Gdy współczynnik załamania ośrodka w zakresie
widzialnym rośnie, wraz ze zmniejszaniem długości fali, to dyspersję takiego ośrodka nazywamy
normalną. W przypadku przeciwnym dyspersja ośrodka jest anomalna. Mierząc współczynniki
załamania dla różnych długości fal możemy zmierzyć dyspersję ośrodka, tzn. n=n(λ). Szybkości zmian
n wraz ze zmianą λ mogą być opisywane w różny sposób. Dyspersja cząstkowa Δn=nλ2-nλ1 jest określana
dla pewnego przedziału widma Δλ=λ2-λ1. Zaś dyspersja materiału to Δn/Δλ. Określa się też tzw.
dyspersję średnią:
ΔnFC=nF – nC
lub
ΔnF ' C'=nF’ - nC’
(2)
gdzie wskaźniki literowe oznaczają odpowiednie symbole linii widmowych. Współczynniki dyspersji
(liczby Abbego) opisane są jako:
lub
.
(3)
Analityczne zmiany współczynnika załamania opisuje się różnymi zależnościami np. za pomocą wzoru
Hartmanna:
,
(4)
gdzie n0, λ0, c i α są wielkościami charakteryzującymi ośrodek i wyznaczane są jeżeli znamy
współczynniki
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)