Студопедия  
Главная страница | Контакты | Случайная страница

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Физика отражения и преломления света

Читайте также:
  1. Lt;variant>Теологиялық, метафизикалық, позитивтік
  2. V. Циркуляция Света и Защита Центра
  3. VI. Циркуляция Света и Установление ритмического дыхания
  4. VII. Подтверждающий опыт в процессе циркуляции света
  5. VIII. Жизненный метод Циркуляции Света
  6. АНГЕЛ СВЕТА
  7. Большие циклы Евразии, или Маятник Старого Света
  8. Волновые свойства света
  9. Волны. Волновые свойства света.
  10. Вопрос, который боится дневного света

Луч света Е(рисунок 4), падая из безвоздушного пространства на поверхность какого-либо вещества, частично отражается (R)и частично преломляется (G), проходя внутрь вещества. Следовательно, луч Gнесколько приближается к перпендикуляру LL1и не является продолжением луча Е. Угол, образованный лучом Еи перпендикуляром LL1 на границе двух сред, называется углом падения α1, угол преломленного луча с продолжением перпендикуляра называется углом преломления α2. Показателем или коэффициентом преломления (n) называется отношение синуса угла падения луча на поверхность преломляющей среды к синусу угла преломления этого же луча в данной среде:

Показатель преломления является одной из характерных констант вещества. С изменением концентрации раствора изменяется и его показатель преломления; поэтому по показателю преломления раствора можно определить содержание в растворе сухих веществ. Для лучей разной длины показатель преломления различен. Поэтому определение показателя преломления проводят в монохроматическом свете желтого луча D. Показатель преломленияизменяется в зависимости от температуры. Еслилуч света проходит из одной среды в другую, а не из безвоздушного пространства, то синусы углов падения и преломления относятся обратно пропорционально коэффициентам преломления этих сред:

 

 

Рисунок 4 – Преломление и Рисунок 5 – Полное внутреннее

отражение света отражение

 

Если луч света переходит из безвоздушного пространства или из воздуха в более преломляющую среду, то yгол падения всегда больше угла преломления. Если луч света переходит из среды более преломляющей в среду менее преломляющую (рисунок 5), то угол падения оказывается меньше угла преломления; следовательно, в этом случае луч преломления не приблизится, а, наоборот, удалится от перпендикуляра к преломляющей поверхности.

Рассмотрим случай отклонения луча, идущего из более преломляющей среды, от перпендикуляра. Из рисунка 5 видно, что положению 1 падающего луча отвечает преломленный луч 1', положению 2 — преломленный луч 2'и т.д. При значительном отклонении падающего луча (положение 6 ) преломленный луч 6' должен составить с перпендикуляром угол в 90°, т.е. пойти вдоль поверхности US; луч уже не может перейти во вторую среду и претерпевает так называемое полное внутреннее отражение, а отраженный луч U' получается очень ярким.

Если лучи света направить в обратную сторону (из менее преломляющей среды более преломляющую), то луч 6',идущий вдоль поверхности SO, после преломления пойдет по направлению OU. Правее линии OUбудет темнота, левее – свет. Угол падения, при котором луч света уже не может перейти из среды более преломляющей в среду менее преломляющую, называется предельным, или углом полного внутреннего отражения. Этому углу α2 соответствует угол падения α1 равный 90º, тогда и

Зная показатель преломления одной из сред и измерив угол полного отражения, можно найти показатель преломления другой среды. Приборы, которые служат для определения коэффициента преломления, называются рефрактометрами. В рефрактометрах многих конструкций показатель преломления определяют по углу полного внутреннего отражения. Сейчас обычно применяют рефрактометры с матовой верхней призмой. В этом случае преломления на границе раздела между верхней призмой и жидкостью не происходит, а каждая точка матовой поверхности представляет собой световую точку. Поэтому материал призмы не играет роли, а сама призма выполняет вспомогательную функцию и называется осветительной.

Применение монохроматического света в призмах рефрактометра затруднительно. Поэтому современные рефрактометры приспособлены для использования ахроматического белого света. При применении белого света граница светотени в зрительной трубе получается размытой и имеет радужноокрашенную кайму вследствие того, что предельные лучи различных длин волн преломляются по-разному (явление дисперсии света).

Для устранения этого явления служит компенсатор дисперсии, основной частью которого является призма Амичи (рисунок 6). Эта призма склеена из трех призм: две из слабо преломляющего свет твердого стекла – кронгласа (2)и одна из сильно преломляющего мягкого стекла – флинтгласа (1). Призмы подобраны таким образом, чтобы желтые лучи линий D спектра проходили через призмы, не изменяя своего направления.

 

 

Рисунок 6 – Призма Амичи

 

Принцип действия компенсатора состоит в следующем. Белый свет, проходя призму рефрактометра (ее называют измерительной призмой), разлагается на составляющие лучи (F, D, С). Если на пути выходящего из измерительной призмы пучка цветных лучей установить призму Амичи, то этот пучок лучей соберется в белый луч, направление которого совпадает с направлением желтого луча D. В этом случае линия предельного луча представится в зрительной трубе рефрактометра в виде резкой границы между светом и тенью, причем положение границы будет соответствовать предельному лучу D,хотя для освещения и применяется зеленый свет. В контроле бродильных производств применяют рефрактометры: лабораторный прецизионный и погружной.

 

2.4.2 Лабораторный рефрактометр РЛ-2

\

Лабораторный рефрактометр РЛ-2 (рисунок 7) состоит из основания 1, стойки 2, корпуса 3и осветительного зеркала 4. В. корпусе помещены две стеклянные призмы: нижняя неподвижная – измерительная 5 –и верхняя откидная – осветительная 6с термометром 7 и подводами воды для поддержания температуры. Когда призмы закрыты, между ними остается узкая щель, которую заполняют исследуемым раствором, нанесенным на нижнюю призму. Оптическая схема лабораторного рефрактометра следующая (рисунок 8). Зеркалом 1луч направляется на осветительную призму 2, доходит до ее матовой поверхности и через нее попадает в слой исследуемого раствора 3.Преломившись на границе раздела жидкости и измерительной призмы 4,он проходит через нее и выходит наружу. Далее луч проходит через компенсатор дисперсии 5 и после устранения дисперсии конденсорной линзой 6через отражательную призму 7фокусируется на экран с сеткой 8, против которого установлена нанесенная на стекле шкала 9. Отсчет шкалы читают по границе светотени на сетке с помощью линз окуляра 10и 11.

При определении содержания сухих веществ рефрактометром рукояткой откидывают верхнюю призму, нано сят на нижнюю призму несколько капель исследуемого раствора и опускают верхнююпризму. С помощью зеркала 4 (смотрите рисунок 7) луч света направляютпри исследовании светлых растворов в верхнее отверстие, т.е. в осветительную призму (нижнее отверстие закрывают съемной заслонкой). При темных растворах луч света направляют в нижнее отверстие – в измерительную призму (верхнее отверстие закрывают заслонкой).

Затем, наблюдая в окуляр 8, передвигают его из нижнего положения вверх, пока в поле зрения не появится граница света и тени. Если эта граница не резко выражена (пестро окрашена), то для резкого разделения света и тени передвигают компенсатор дисперсии рычажком 9. Дальнейшим передвижением окуляра точно совмещают линию раздела с указателем, имеющим вид пунктирной линии или круга с точкой в центре. После этого отсчитывают через окуляр показания рефрактометра. В окуляре видны две шкалы: с левой стороны – коэффициенты преломления, с правой – проценты сухих веществ. Отмечают то деление шкалы, через которое проходит граница света и тени.

 

 

Рисунок 8 – Оптическая схема лабораторного рефрактометра РЛ-2

 

Рефрактометрирование проводят при температуре 20 °С. Для поддержания этой температуры через полые оправы призм рефрактометра пропускают воду. Для того, чтобы температура исследуемого раствора соответствовала показанию термометра, которым снабжен рефрактометр, необходимо пропускать воду через оправы призм в течение 15 минввиду плохой теплопроводности стеклянных призм.

В тех случаях, когда температуру 20 ºСпочему-либо поддерживать трудно и определение проведено при другой температуре, в показание рефрактометра вносится поправка по табл. 3 Приложения.

Призмы рефрактометра следует содержать в совершенной чистоте. После каждого определения поверхность призм обмывают водой с помощью кусочка марли и насухо вытирают марлей. Нельзя вытирать призмы фильтровальной бумагой, полотенцем и т.п., так как при этом можно поцарапать их поверхность, что уменьшает четкость границы света и тени.




Дата добавления: 2015-09-11; просмотров: 40 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав

Влажность зерна | Сахариметр универсальный СУ-3 | Пользование поляриметрическими кюветами | Порядок работы | Определение крахмалистости | Определение крахмалистости картофеля | Реактивы | Проведение анализа | Проведение анализа | Определение общего количества дрожжевых клеток |


lektsii.net - Лекции.Нет - 2014-2024 год. (0.008 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав