- •3. Рефрактометрические измерения.
- •Теоретические основы рефрактометрии.
- •3.1.1. Показатель преломления.
- •Измерение абсолютных показателей преломления.
- •Метод угла наименьшего отклонения.
- •Автоколлимационный метод.
- •3.3. Метод системы призм. Измерение относительных показателей преломления.
- •3.4. Методы предельного угла.
- •3.5. Иммерсионные методы.
3. Рефрактометрические измерения.
Рефрактометрические измерения основаны на определении показателя преломления твердых, жидких и газообразных сред.
Сведения о показателе преломления и его зависимость от длины волны излечения имеют большое значение для оптического приборостроения (Пe, ПF – ПC).
Показатель преломления зависит от состава и плотности среды, температуры и т.п., поэтому рефрактометрические измерения широко применяют для определения структуры вещества, состава и степени однородности различных смесей, исследования диффузии, измерения концентрации, плотности и т. д.
Показатель преломления является одной из немногих физических величин, которые можно измерить с очень высокой точностью сравнительно простыми рефрактометрические методами (порог чувствительности 10-4 – 10-5 и ниже), поэтому его часто используют в качестве характерного параметра вещества, необходимого для его идентификации.
Теоретические основы рефрактометрии.
3.1.1. Показатель преломления.
В соответствие с законом преломления, отношение синусов углов падения преломления для всех углов является постоянной величиной.
Постоянная называется относительным показателем преломления.
Показатель преломления связан со скоростями распространения световых волн V1 и V2 в двух средах.
Показатель преломления вещества по отношению к вакууму называется абсолютным и равен отношению скорости света в вакууме к скорости в веществе:
Показатель преломления определяется природой вещества и прежде всего способностью электронных оболочек атомов и молекул поляризоваться под действием электромагнитных волн света. Он зависит также от внешних условий давления и температуры. Поэтому показатели преломления можно сравнивать, если они измерены при одних и тех же условиях.
Так как поляризуемость зависит от длины световой волны, взаимодействующей с веществом, то и показатель преломления также зависит от длины волны. Эта зависимость называется дисперсией. В рефрактометрии часто используются стандартные длины волн натрия ( ), гелия ( ), водорода С( ) и F( ) и другие.
Кристаллические тела обладают двойным лучепреломлением и характеризуются двумя предельными или большим числом показателей преломления, величины которых зависят от направления распространения света и его поляризации.
Измерение абсолютных показателей преломления.
Метод угла наименьшего отклонения.
При измерении по этому методу необходимо из исследуемого стекла изготовить двугранною призму с преломляющим углом для для (допускаемое отклонение ) обе действующие грани призмы должны быть отполированы с точностью интерференционной полосы.
Сущность метода заключается в том, что призму устанавливают в особое положение по отношению к падающему на нее параллельному пучку лучей призмой имел минимальное значение из всех возможных углов отклонения для данной призмы. Это произойдет в том случае, если лучи внутри призмы идут перпендикулярно биссектрисе преломляющего угла призмы .
|
Углы и измеряются на гониометре. Для измерения угла призму устанавливают на столике гониометра так, чтобы пучки, падающие на ее грань и преломляющиеся в ней занимали половину входного зрачка зрительной трубы.
В качестве источника света используются газоразрядные трубки, дающие линейчатый спектр. Необходимая спектральная линия выделяется интерференционным светофильтром.