Далее: 1.  Описание установки Вверх: Методические указания Назад: Методические указания

Теоретическое введение

Рефрактометрами называются приборы, служащие для измерения показателя преломления веществ. Принцип действия рефрактометра основан на явлении полного отражения. Если на границу $ab$ раздела двух сред с показателями преломления $n_{1}$ и $n_{2}$, $n_{1}>n_{2}$ из среды более оптически плотной падает рассеянный пучок света, то начиная с некоторого угла $i$ падения, лучи не входят во вторую среду, а полностью отражаются от границы раздела в первой среде. Этот угол называется предельным углом полного отражения. На рис.1 показано поведение лучей при падении в некоторую току этой поверхности. Луч $4$ идет под предельным углом. Из закона преломления $n_{1}\sin i=n_{2}\sin r$ можно определить: $\sin i_{\text{пр}}={n_{2}\over n_1}$ , (поскольку $r={\pi\over 2}$).

Рис. 1 

Величина предельного угла зависит от относительного показателя преломления двух сред. Если лучи, отраженные от поверхности, направить на собирающую линзу $L$ то в фокальной плоскости линзы можно видеть границу света и полутени, причем, положение этой границы зависит от величины предельного угла, а следовательно, и от показателя преломления. Изменение показателя преломления одной из сред влечет за собой изменение положения границы раздела. Граница раздела света и тени может служить индикатором при определении показателя преломления, что и используется в рефрактометрах. Этот метод определения показателя преломления называется методом полного отражения.

Помимо метода полного отражения в рефрактометрах используется метод скользящего луча. В этом методе рассеянный пучок света попадает на границу $ab$ из среды менее оптически плотной под всевозможными углами (рис. 2). Лучу скользящему по поверхности ( $i={\pi\over 2}$), соответствует $r_{\text{пр}}=\arcsin{n_{2}\over n_{1}}$ -- предельный угол преломления (луч $5'$ на рис.2). Если на пути лучей ($1'\ldots 5'$), преломленных на поверхности $ab$, поставить линзу, то в фокальной плоскости линзы мы также увидим резкую границу света и тени.

Рис. 2 

Так как условия, определяющие величину предельного угла, в обоих методах одинаковы, то и положение границы раздела совпадает. Оба метода равноценны, но метод полного отражения позволяет измерять показателя преломления непрозрачных веществ.

Далее: 1.  Описание установки Вверх: Методические указания Назад: Методические указания