равный предельному углу преломления р, и называется пре\ дельным лучом.

Если на пути преломленных лучей установить перемещающуюся зрительную трубу так, чтобы ее оптическая ось (линия, проходящая через центры линз трубы) совпадала с направлением преломленного луча, то в положении I все поле зрения в труб; окажется полностью освещенным, а в положении III—полностью затемненным. В положении II половина поля зрения трубил будет затемнена, половина освещена. Тогда угол, составленный оптической осью трубы и перпендикуляром к поверхности раздела сред, и есть искомый угол р, который измеряют по положению трубы относительно шкалы прибора. Шкалу прибора можно градуировать в значениях показателей преломления; при известной преломляющей среде (II) с определенным показателем преломления п2 предельный угол р определяется значением искомого показателя преломления иь т. е. природой исследуемой среды.

Существует закономерность, подтверждающая, что падающий и преломленный лучи обратимы. Отсюда следует, что луч, направленный под предельным углом Р из более преломляющей среды в менее преломляющую, достигая поверхности раздела двух сред, будет скользить вдоль поверхности раздела (рис. 51). Если из среды II направить луч под углом Р'>Р, то произойдет не преломление луча, а его отражение в среду II под углом Р", причем угол Р" равен углу Р в соответствии с законами отражения. Угол р, который при обратном ходе лучей является предельным углом падения (критическим), называют углом полного внутреннего отражения.

В связи с этим можно сказать, что рассмотренный принцип определения показателей преломления основан на определении углов полного внутреннего отражения. Его используют во многих конструкциях рефрактометров.

§ 4. УСТРОЙСТВО РЕФРАКТОМЕТРА И ПОРЯДОК РАБОТЫ НА НЕМ

В настоящее время имеются различные типы рефрактометров для измерения показателей преломления. Для более точных измерений применяют рефрактометры Аббе и Пульфриха. В качестве источника света используют натриевую горелку, натриевую' лампу или газоразрядную трубку, которая дает линейчатые спектры.

Рассмотрим простейшие рефрактометры, доступные в практике лабораторий.

Наиболее распространенным является рефрактометр Аббе. Принцип работы рефрактометра основан на определении угла полного внутреннего отражения. Рефрактометр предназначен для измерения показателей преломления жидкостей в пределах от 1,330 до 1,700.

Главной частью рефрактометра ис. 52) является призменный блок, состоящий из измерительной 1 и осветительной ^ призм, между которыми помещают тонкий слой исследуемого вещества 3 (грани гризмы шероховаты). Свет, входящий в слои исследуемого вещества через осветительную призму, рассеивается этой поверхностью, и лучи света пронизывают вещество во всех направлениях. Тонкий слой исследуемой жидкости плотно зажат между прижатыми друг к другу гипотенузными гранями призм. Часть направленных лучей света падает на параллельную плоскость соприкосновения призм, при этом лучи слабее рассеиваются в местах, расположенных вдоль гипотенузных граней призм, и преломляются под углом, несколько меньшим предельного. С этим моментом связана меньшая точность рефрактометра Аббе по сравнению с другими. Учитывая, что для исследования берут очень тонкий слой жидкости, указанным недостатком пренебрегают для измерений. С помощью предельного луча 4 поле делится на светлую

Рис. 52. Оптическая схема

рефрактометра Аббе: I—измерительная призма; 2—осветительная призма; 3—слой исследуемого вещества; 4—предельный луч; 5—зрительная труба; 6— крестик в середине поля

и темную части,

которые наблюдают в зрительную трубу 5. В середине поля между светлой и темной частями нанесен крестик 6. Вследствие дисперсии граница может быть нечеткой, размытой и окрашенной во все цвета радуги. Для устранения этого недостатка применяют специальное устройство—компенсатор дисперсии, состоящий из двух призм, вращающихся в разные стороны. Через них входят и выходят, не меняя направления, только желтые лучи, соответствующие по длине волны линии D в спектре натрия. Лучи другой окраски, например голубые и красные, отклоняются от этого направления на определенные углы. При прохождении пучка лучей разного цвета через компенсатор отклонение дисперсии сводится к нулю и образуется один белый луч. В результате получается четкая и резкая граница между светлой и темной половинами поля зрения, причем направление луча будет такое же, как у луча £>. Показатель преломления будет соответствовать этому лучу (ив), несмотря на то, что используется белый свет, а не монохроматический.

По повороту компенсатора при помощи специальных таблиц определяют коэффициент дисперсии исследуемого вещества. Показатель преломления исследуемого вещества отсчитывают непосредственно по шкале рефрактометра или определяют при помощи специальных таблиц.

Copyright © 2007-2012 Zomber.Ru

Использование материалов сайта возможно при условии указания активной ссылки
Решить химию