अपवर्तन या अपवर्तन एक ऐसी घटना है जिसमें प्रकाश की किरण, या अन्य तरंगों की दिशा में परिवर्तन तब होता है जब वे दो मीडिया को अलग करने वाली सीमा को पार करते हैं, दोनों पारदर्शी (इन तरंगों को प्रसारित करते हुए) और एक माध्यम के अंदर जिसमें गुण लगातार बदल रहे हैं .

हम अक्सर अपवर्तन की घटना का सामना करते हैं और इसे एक सामान्य घटना के रूप में देखते हैं: हम देख सकते हैं कि रंगीन तरल के साथ एक पारदर्शी गिलास में एक छड़ी उस बिंदु पर "टूटी हुई" होती है जहां हवा और पानी अलग होते हैं (चित्र 1)। जब प्रकाश वर्षा के दौरान अपवर्तित और परावर्तित होता है, तो हम इंद्रधनुष को देखकर आनन्दित होते हैं (चित्र 2)।

अपवर्तनांक किसी पदार्थ का उसके भौतिक-रासायनिक गुणों से संबंधित एक महत्वपूर्ण विशेषता है। यह तापमान मूल्यों के साथ-साथ प्रकाश तरंगों की तरंग दैर्ध्य पर निर्भर करता है जिस पर निर्धारण किया जाता है। एक समाधान में गुणवत्ता नियंत्रण डेटा के अनुसार, अपवर्तक सूचकांक उसमें घुले पदार्थ की एकाग्रता के साथ-साथ विलायक की प्रकृति से भी प्रभावित होता है। विशेष रूप से, रक्त सीरम का अपवर्तनांक इसमें निहित प्रोटीन की मात्रा से प्रभावित होता है। यह इस तथ्य के कारण है कि विभिन्न घनत्व वाले मीडिया में प्रकाश किरणों के प्रसार की विभिन्न गति पर, उनकी दिशा दो मीडिया के बीच इंटरफेस में बदल जाती है। . यदि हम निर्वात में प्रकाश की गति को अध्ययन के तहत पदार्थ में प्रकाश की गति से विभाजित करते हैं, तो हमें पूर्ण अपवर्तनांक (अपवर्तन सूचकांक) मिलता है। व्यवहार में, सापेक्ष अपवर्तनांक (n) निर्धारित किया जाता है, जो अध्ययन के तहत पदार्थ में हवा में प्रकाश की गति और प्रकाश की गति का अनुपात है।

अपवर्तक सूचकांक एक विशेष उपकरण - एक रेफ्रेक्टोमीटर का उपयोग करके निर्धारित किया जाता है।

रेफ्रेक्टोमेट्री भौतिक विश्लेषण के सबसे आसान तरीकों में से एक है और इसका उपयोग गुणवत्ता नियंत्रण प्रयोगशालाओं में रासायनिक, भोजन, जैविक रूप से सक्रिय खाद्य पूरक, सौंदर्य प्रसाधन और अन्य प्रकार के उत्पादों के उत्पादन में किया जा सकता है, जिसमें न्यूनतम समय और परीक्षण किए जाने वाले नमूनों की संख्या होती है।

रेफ्रेक्टोमीटर का डिज़ाइन इस तथ्य पर आधारित है कि प्रकाश किरणें पूरी तरह से परावर्तित हो जाती हैं जब वे दो मीडिया की सीमा से गुजरती हैं (उनमें से एक कांच का प्रिज्म है, दूसरा परीक्षण समाधान है) (चित्र 3)।

चावल। 3. रेफ्रेक्टोमीटर की योजना

स्रोत (1) से, प्रकाश पुंज दर्पण की सतह (2) पर पड़ता है, फिर, परावर्तित होकर, यह ऊपरी रोशनी वाले प्रिज्म (3) में जाता है, फिर निचले मापने वाले प्रिज्म (4) में, जो कांच से बना होता है उच्च अपवर्तक सूचकांक के साथ। प्रिज्म (3) और (4) के बीच एक केशिका का उपयोग करके नमूने की 1-2 बूंदें डाली जाती हैं। प्रिज्म को यांत्रिक क्षति न पहुंचाने के लिए, इसकी सतह को केशिका से नहीं छूना आवश्यक है।

ऐपिस (9) इंटरफ़ेस सेट करने के लिए क्रॉस्ड लाइनों के साथ एक फ़ील्ड देखता है। ऐपिस को स्थानांतरित करके, फ़ील्ड के चौराहे बिंदु को इंटरफ़ेस (छवि 4) के साथ गठबंधन किया जाना चाहिए। प्रिज्म का विमान (4) इंटरफ़ेस की भूमिका निभाता है, जिसकी सतह पर प्रकाश किरण अपवर्तित होती है। चूंकि किरणें बिखरी हुई हैं, प्रकाश और छाया की सीमा धुंधली, इंद्रधनुषी हो जाती है। इस घटना को फैलाव कम्पेसाटर (5) द्वारा समाप्त कर दिया गया है। फिर बीम को लेंस (6) और प्रिज्म (7) से गुजारा जाता है। प्लेट (8) पर दृष्टि स्ट्रोक होते हैं (दो सीधी रेखाएं क्रॉसवर्ड को पार करती हैं), साथ ही अपवर्तक सूचकांकों के साथ एक पैमाना, जो ऐपिस (9) में देखा जाता है। इसका उपयोग अपवर्तनांक की गणना के लिए किया जाता है।

क्षेत्र की सीमाओं की विभाजन रेखा आंतरिक कुल परावर्तन के कोण के अनुरूप होगी, जो नमूने के अपवर्तनांक पर निर्भर करता है।

किसी पदार्थ की शुद्धता और प्रामाणिकता को निर्धारित करने के लिए रेफ्रेक्टोमेट्री का उपयोग किया जाता है। इस पद्धति का उपयोग गुणवत्ता नियंत्रण के दौरान समाधानों में पदार्थों की एकाग्रता को निर्धारित करने के लिए भी किया जाता है, जिसकी गणना एक अंशांकन ग्राफ (इसकी एकाग्रता पर एक नमूने के अपवर्तक सूचकांक की निर्भरता को दर्शाने वाला ग्राफ) से की जाती है।

KorolevPharm में, अपवर्तक सूचकांक कच्चे माल के आने वाले नियंत्रण के दौरान, हमारे अपने उत्पादन के अर्क के साथ-साथ तैयार उत्पादों के उत्पादन में अनुमोदित नियामक दस्तावेज के अनुसार निर्धारित किया जाता है। IRF-454 B2M रेफ्रेक्टोमीटर का उपयोग करके एक मान्यता प्राप्त भौतिक और रासायनिक प्रयोगशाला के योग्य कर्मचारियों द्वारा निर्धारण किया जाता है।

यदि, कच्चे माल के इनपुट नियंत्रण के परिणामों के आधार पर, अपवर्तक सूचकांक आवश्यक आवश्यकताओं को पूरा नहीं करता है, तो गुणवत्ता नियंत्रण विभाग गैर-अनुरूपता का एक अधिनियम तैयार करता है, जिसके आधार पर कच्चे माल के इस बैच को वापस कर दिया जाता है। आपूर्तिकर्ता।

निर्धारण की विधि

1. माप शुरू करने से पहले, एक दूसरे के संपर्क में आने वाले प्रिज्मों की सतहों की सफाई की जाँच की जाती है।

2. जीरो पॉइंट चेक। हम मापने वाले प्रिज्म की सतह पर आसुत जल की 2-3 बूँदें लगाते हैं, ध्यान से इसे एक प्रबुद्ध प्रिज्म से बंद कर देते हैं। प्रकाश खिड़की खोलें और, एक दर्पण का उपयोग करके, प्रकाश स्रोत को सबसे तीव्र दिशा में सेट करें। ऐपिस के शिकंजे को मोड़कर, हम इसके देखने के क्षेत्र में अंधेरे और हल्के क्षेत्रों के बीच एक स्पष्ट, तेज अंतर प्राप्त करते हैं। हम स्क्रू को घुमाते हैं और छाया और प्रकाश की रेखा को निर्देशित करते हैं ताकि यह उस बिंदु से मेल खाता हो जिस पर ऐपिस की ऊपरी खिड़की में रेखाएं मिलती हैं। ऐपिस की निचली खिड़की में ऊर्ध्वाधर रेखा पर हम वांछित परिणाम देखते हैं - 20 डिग्री सेल्सियस (1.333) पर आसुत जल का अपवर्तनांक। यदि रीडिंग अलग हैं, तो स्क्रू को अपवर्तनांक पर 1.333 पर सेट करें, और एक कुंजी (समायोजन स्क्रू को हटा दें) की मदद से हम छाया और प्रकाश की सीमा को लाइनों के चौराहे के बिंदु पर लाते हैं।

3. अपवर्तनांक ज्ञात कीजिए। प्रिज्म प्रकाश के कक्ष को ऊपर उठाएं और फिल्टर पेपर या धुंध वाले नैपकिन के साथ पानी को हटा दें। इसके बाद, परीक्षण समाधान की 1-2 बूंदों को मापने वाले प्रिज्म की सतह पर लगाएं और कक्ष को बंद कर दें। हम शिकंजा को तब तक घुमाते हैं जब तक कि छाया और प्रकाश की सीमाएँ रेखाओं के प्रतिच्छेदन बिंदु से मेल नहीं खातीं। ऐपिस की निचली खिड़की में लंबवत रेखा पर, हम वांछित परिणाम देखते हैं - परीक्षण नमूने का अपवर्तक सूचकांक। हम ऐपिस की निचली विंडो में पैमाने पर अपवर्तनांक की गणना करते हैं।

4. अंशांकन ग्राफ का उपयोग करके, हम समाधान की एकाग्रता और अपवर्तक सूचकांक के बीच संबंध स्थापित करते हैं। एक ग्राफ बनाने के लिए, रासायनिक रूप से शुद्ध पदार्थों की तैयारी का उपयोग करके कई सांद्रता के मानक समाधान तैयार करना आवश्यक है, उनके अपवर्तक सूचकांकों को मापें और प्राप्त मूल्यों को कोर्डिनेट अक्ष पर प्लॉट करें, और एब्सिस्सा अक्ष पर समाधानों की संबंधित सांद्रता को प्लॉट करें। एकाग्रता अंतराल को चुनना आवश्यक है जिस पर एकाग्रता और अपवर्तक सूचकांक के बीच एक रैखिक संबंध देखा जाता है। हम परीक्षण नमूने के अपवर्तनांक को मापते हैं और इसकी एकाग्रता को निर्धारित करने के लिए ग्राफ का उपयोग करते हैं।

प्रयोगशाला कार्य

प्रकाश अपवर्तन। एक तरल के अपवर्तनांक का मापन

एक रेफ्रेक्टोमीटर के साथ

उद्देश्य: प्रकाश अपवर्तन की घटना के बारे में विचारों को गहरा करना; तरल मीडिया के अपवर्तनांक को मापने के तरीकों का अध्ययन; एक रेफ्रेक्टोमीटर के साथ संचालन के सिद्धांत का अध्ययन।

उपकरण: उपकरणों के ऑप्टिकल भागों को पोंछने के लिए रेफ्रेक्टोमीटर, खारा समाधान, पिपेट, मुलायम कपड़ा।

सिद्धांत

प्रकाश के परावर्तन और अपवर्तन के नियम। अपवर्तक सूचकांक।

मीडिया के बीच इंटरफेस में, प्रकाश अपने प्रसार की दिशा बदलता है। प्रकाश ऊर्जा का कुछ भाग पहले माध्यम में लौटता है, अर्थात। प्रकाश परिलक्षित होता है। यदि दूसरा माध्यम पारदर्शी है, तो कुछ शर्तों के तहत प्रकाश का हिस्सा, मीडिया के बीच इंटरफेस से गुजरता है, एक नियम के रूप में, प्रसार की दिशा बदलता है। इस घटना को प्रकाश का अपवर्तन कहते हैं। (चित्र .1)।

चावल। 1. दो माध्यमों के बीच समतल अंतरापृष्ठ पर प्रकाश का परावर्तन और अपवर्तन।

दो पारदर्शी माध्यमों के बीच एक समतल इंटरफेस के माध्यम से प्रकाश के पारित होने के दौरान परावर्तित और अपवर्तित किरणों की दिशा प्रकाश के परावर्तन और अपवर्तन के नियमों द्वारा निर्धारित की जाती है।

प्रकाश के परावर्तन का नियम।परावर्तित किरण आपतित किरण के समान तल में होती है और सामान्य आपतन बिंदु पर इंटरफ़ेस तल पर पुनर्स्थापित होती है। घटना का कोण परावर्तन कोण के बराबर
.

प्रकाश के अपवर्तन का नियम।अपवर्तित बीम घटना बीम के समान विमान में होता है और सामान्य घटना के बिंदु पर इंटरफ़ेस विमान में बहाल होता है। आपतन कोण की ज्या का अनुपात α अपवर्तन कोण की ज्या तक β इन दो माध्यमों के लिए एक स्थिर मान होता है, जिसे पहले माध्यम के सापेक्ष दूसरे माध्यम का सापेक्ष अपवर्तनांक कहा जाता है:

सापेक्ष अपवर्तनांक दो मीडिया पहले माध्यम v 1 में प्रकाश की गति के अनुपात के बराबर है और दूसरे माध्यम में प्रकाश की गति v 2:

यदि प्रकाश निर्वात से माध्यम में जाता है, तो निर्वात के सापेक्ष माध्यम का अपवर्तनांक इस माध्यम का निरपेक्ष अपवर्तनांक कहलाता है और निर्वात में प्रकाश की गति के अनुपात के बराबर होता है। साथकिसी दिए गए माध्यम में प्रकाश की गति के लिए v:

निरपेक्ष अपवर्तनांक हमेशा एक से अधिक होते हैं; हवा के लिए एनएक इकाई के रूप में लिया।

दो मीडिया के आपेक्षिक अपवर्तनांक को उनके निरपेक्ष सूचकांकों के रूप में व्यक्त किया जा सकता है एन 1 तथा एन 2 :

एक तरल के अपवर्तनांक का निर्धारण

तरल पदार्थों के अपवर्तक सूचकांक के त्वरित और सुविधाजनक निर्धारण के लिए, विशेष ऑप्टिकल उपकरण हैं - रेफ्रेक्टोमीटर, जिनमें से मुख्य भाग दो प्रिज्म हैं (चित्र 2): सहायक आदि। एकऔर मापना पूर्व 2.परीक्षण द्रव को प्रिज्मों के बीच की खाई में डाला जाता है।

संकेतकों को मापते समय, दो विधियों का उपयोग किया जा सकता है: चराई बीम विधि (पारदर्शी तरल पदार्थ के लिए) और कुल आंतरिक प्रतिबिंब विधि (अंधेरे, बादल और रंगीन समाधान के लिए)। इस काम में, उनमें से पहले का उपयोग किया जाता है।

चराई बीम विधि में, बाहरी स्रोत से प्रकाश चेहरे से होकर गुजरता है अबप्रिज्म पूर्व 1,इसकी मैट सतह पर फैलता है एसीऔर फिर जांच की गई तरल की परत के माध्यम से प्रिज्म में प्रवेश करती है पूर्व 2.मैट सतह सभी दिशाओं से किरणों का स्रोत बन जाती है, इसलिए इसे चेहरे के माध्यम से देखा जा सकता है इएफ प्रिज्म पूर्व 2.हालांकि, रेखा एसीके माध्यम से देखा जा सकता है इएफकेवल कुछ सीमित न्यूनतम कोण से अधिक कोण पर मैं. इस कोण का मान विशिष्ट रूप से प्रिज्म के बीच स्थित तरल के अपवर्तनांक से संबंधित है, जो कि रेफ्रेक्टोमीटर डिजाइन का मुख्य विचार होगा।

एक चेहरे के माध्यम से प्रकाश के पारित होने पर विचार करें एफईकम मापने वाला प्रिज्म पूर्व 2.जैसे कि चित्र से देखा जा सकता है। 2, प्रकाश के अपवर्तन के नियम को दुगुना लागू करने पर, हम दो संबंध प्राप्त कर सकते हैं:

(1)

(2)

समीकरणों के इस निकाय को हल करने पर यह निष्कर्ष निकालना आसान होता है कि द्रव का अपवर्तनांक

(3)

चार मात्राओं पर निर्भर करता है: क्यू, आर, आर 1 तथा मैं. हालांकि, ये सभी स्वतंत्र नहीं हैं। उदाहरण के लिए,

आर+ एस= आर , (4)

कहाँ पे आर - प्रिज्म का अपवर्तनांक पूर्व 2. इसके अलावा, कोण सेट करके क्यूअधिकतम मान 90° है, समीकरण (1) से हमें प्राप्त होता है:

(5)

लेकिन कोण का अधिकतम मान आर , जैसा कि आकृति से देखा जा सकता है। 2 और संबंध (3) और (4), कोणों के न्यूनतम मूल्यों के अनुरूप हैं मैं तथा आर 1 , वे। मैं मिनट तथा आर मिनट .

इस प्रकार, "ग्लाइडिंग" किरणों के मामले में तरल का अपवर्तनांक केवल कोण से संबंधित होता है मैं. इस मामले में, कोण का न्यूनतम मान होता है मैं, जब किनारे एसीअभी भी देखा जाता है, यानी देखने के क्षेत्र में, यह दर्पण सफेद प्रतीत होता है। छोटे व्यूइंग एंगल के लिए, किनारा दिखाई नहीं देता है, और देखने के क्षेत्र में यह स्थान काला दिखाई देता है। चूंकि उपकरण की दूरबीन अपेक्षाकृत विस्तृत कोणीय क्षेत्र को पकड़ती है, प्रकाश और काले क्षेत्रों को एक साथ देखने के क्षेत्र में देखा जाता है, जिसके बीच की सीमा न्यूनतम अवलोकन कोण से मेल खाती है और स्पष्ट रूप से तरल के अपवर्तक सूचकांक से संबंधित होती है। अंतिम गणना सूत्र का उपयोग करना:

(इसका निष्कर्ष छोड़ा गया है) और ज्ञात अपवर्तक सूचकांक वाले कई तरल पदार्थ, डिवाइस को कैलिब्रेट करना संभव है, यानी, तरल पदार्थ और कोणों के अपवर्तक सूचकांकों के बीच एक-से-एक पत्राचार स्थापित करना संभव है। मैं मिनट . उपरोक्त सभी सूत्र किसी एक तरंगदैर्घ्य की किरणों के लिए व्युत्पन्न हैं।

प्रिज्म के फैलाव को ध्यान में रखते हुए, विभिन्न तरंग दैर्ध्य का प्रकाश अपवर्तित हो जाएगा। इस प्रकार, जब प्रिज्म को सफेद रोशनी से रोशन किया जाता है, तो इंटरफेस धुंधला हो जाएगा और फैलाव के कारण अलग-अलग रंगों में रंग जाएगा। इसलिए, प्रत्येक रेफ्रेक्टोमीटर में एक कम्पेसाटर होता है जो आपको फैलाव के परिणाम को समाप्त करने की अनुमति देता है। इसमें एक या दो प्रत्यक्ष दृष्टि प्रिज्म शामिल हो सकते हैं - एमीसी प्रिज्म। प्रत्येक अमीसी प्रिज्म में अलग-अलग अपवर्तक सूचकांकों और अलग-अलग फैलाव के साथ तीन ग्लास प्रिज्म होते हैं, उदाहरण के लिए, बाहरी प्रिज्म क्राउन ग्लास से बने होते हैं, और मध्य प्रिज्म फ्लिंट ग्लास (क्राउन ग्लास और फ्लिंट ग्लास ग्लास के प्रकार होते हैं) से बना होता है। एक विशेष उपकरण की मदद से कम्पेसाटर प्रिज्म को घुमाकर, इंटरफ़ेस की एक तेज, रंगहीन छवि प्राप्त की जाती है, जिसकी स्थिति पीली सोडियम लाइन के लिए अपवर्तक सूचकांक मान से मेल खाती है। λ \u003d 5893 (प्रिज्म को डिज़ाइन किया गया है ताकि 5893 की तरंग दैर्ध्य वाली किरणें उनमें विचलन का अनुभव न करें)।

कम्पेसाटर से गुजरने वाली किरणें टेलीस्कोप के उद्देश्य में प्रवेश करती हैं, फिर रिवर्सिंग प्रिज्म से होते हुए टेलीस्कोप के ऐपिस से प्रेक्षक की आंख में जाती हैं। किरणों का योजनाबद्ध पाठ्यक्रम अंजीर में दिखाया गया है। 3.

रिफ्रैक्ट्रोमीटर स्केल को अपवर्तक सूचकांक और पानी में सुक्रोज घोल की सांद्रता के संदर्भ में कैलिब्रेट किया जाता है और यह ऐपिस के फोकल प्लेन में स्थित होता है।

प्रायोगिक भाग

कार्य 1. रेफ्रेक्टोमीटर की जाँच करना।

रेफ्रेक्टोमीटर के सहायक प्रिज्म पर एक दर्पण के साथ प्रकाश को इंगित करें। सहायक प्रिज्म को ऊपर उठाकर, मापने वाले प्रिज्म पर आसुत जल की कुछ बूंदों को पिपेट करें। द्वितीयक प्रिज्म को कम करके, देखने के क्षेत्र की सबसे अच्छी रोशनी प्राप्त करें और ऐपिस सेट करें ताकि क्रॉसहेयर और अपवर्तक सूचकांक पैमाने को स्पष्ट रूप से देखा जा सके। मापने वाले प्रिज्म के कैमरे को घुमाते हुए, दृश्य के क्षेत्र में प्रकाश और छाया की सीमा प्राप्त करें। कम्पेसाटर हेड को घुमाकर, प्रकाश और छाया की सीमा के रंग के उन्मूलन को प्राप्त करें। प्रकाश और छाया की सीमा को क्रॉसहेयर बिंदु के साथ संरेखित करें और पानी के अपवर्तनांक को मापें एन वाद . यदि रेफ्रेक्टोमीटर काम कर रहा है, तो आसुत जल के लिए मान होना चाहिए एन 0 = 1.333, यदि रीडिंग इस मान से भिन्न हैं, तो आपको सुधार निर्धारित करने की आवश्यकता है n= एन वाद - 1.333, जिसे बाद में रेफ्रेक्टोमीटर के साथ आगे के काम में ध्यान में रखा जाना चाहिए। तालिका 1 में सुधार करें।

तालिका नंबर एक।

	एन 0	एन वाद	Δ एन
एच 2 हे

कार्य 2. एक तरल के अपवर्तनांक का निर्धारण।

ज्ञात सांद्रता के समाधान के अपवर्तक सूचकांकों को निर्धारित करें, सुधार को ध्यान में रखते हुए।

तालिका 2।

सी, के बारे में %	एन वाद	एन प्रथम

प्राप्त परिणामों के अनुसार सांद्रता पर सोडियम क्लोराइड विलयनों के अपवर्तनांक की निर्भरता को आलेखित करें। C पर n की निर्भरता के बारे में निष्कर्ष निकालें; एक रेफ्रेक्टोमीटर पर माप की सटीकता के बारे में निष्कर्ष निकालना।

अज्ञात सांद्रता का नमक का घोल लें साथ एक्स , इसका अपवर्तनांक ज्ञात कीजिए और ग्राफ से विलयन की सांद्रता ज्ञात कीजिए।

कार्यस्थल को साफ करें, रेफ्रेक्टोमीटर के प्रिज्म को एक नम साफ कपड़े से सावधानीपूर्वक पोंछें।

नियंत्रण प्रश्न

प्रकाश का परावर्तन और अपवर्तन।

माध्यम के निरपेक्ष और सापेक्ष अपवर्तनांक।

रेफ्रेक्टोमीटर के संचालन का सिद्धांत। स्लाइडिंग बीम विधि।

प्रिज्म में किरणों का योजनाबद्ध क्रम। कम्पेसाटर प्रिज्म की आवश्यकता क्यों है?

प्रकाश का प्रसार, परावर्तन और अपवर्तन

प्रकाश की प्रकृति विद्युत चुम्बकीय है। इसका एक प्रमाण निर्वात में विद्युत चुम्बकीय तरंगों और प्रकाश के वेगों का संयोग है।

सजातीय माध्यम में, प्रकाश एक सीधी रेखा में फैलता है। इस कथन को प्रकाश के रेखीय संचरण का नियम कहते हैं। इस नियम का एक प्रायोगिक प्रमाण प्रकाश के बिंदु स्रोतों द्वारा दी गई तीक्ष्ण छाया है।

प्रकाश के संचरण की दिशा को दर्शाने वाली ज्यामितीय रेखा को प्रकाश पुंज कहते हैं। एक समदैशिक माध्यम में, प्रकाश किरणें तरंग के सामने की ओर लंबवत निर्देशित होती हैं।

एक ही चरण में दोलन करने वाले माध्यम के बिंदुओं के स्थान को तरंग सतह कहा जाता है, और उन बिंदुओं के समूह को, जिन पर दोलन एक निश्चित समय में पहुंच गया है, तरंग मोर्चा कहलाता है। वेव फ्रंट के प्रकार के आधार पर, समतल और गोलाकार तरंगों को प्रतिष्ठित किया जाता है।

प्रकाश प्रसार की प्रक्रिया की व्याख्या करने के लिए, डच भौतिक विज्ञानी एच. ह्यूजेंस द्वारा प्रस्तावित अंतरिक्ष में तरंग मोर्चे की गति के बारे में तरंग सिद्धांत के सामान्य सिद्धांत का उपयोग किया जाता है। हाइजेन्स सिद्धांत के अनुसार, माध्यम का प्रत्येक बिंदु, जिस तक प्रकाश की उत्तेजना पहुँचती है, गोलाकार माध्यमिक तरंगों का केंद्र होता है, जो प्रकाश की गति से भी फैलती है। इन द्वितीयक तरंगों के अग्रभाग की सतही लिफाफा उस समय में वास्तव में फैलने वाली तरंग के सामने की स्थिति देती है।

प्रकाश पुंजों और प्रकाश किरणों में अंतर करना आवश्यक है। प्रकाश पुंज प्रकाश तरंग का एक भाग होता है जो प्रकाश ऊर्जा को एक निश्चित दिशा में ले जाता है। जब एक प्रकाश पुंज को एक प्रकाश पुंज का वर्णन करते हुए प्रतिस्थापित किया जाता है, तो बाद वाले को एक काफी संकीर्ण अक्ष के साथ मेल खाने के लिए लिया जाना चाहिए, लेकिन एक परिमित चौड़ाई (क्रॉस सेक्शन के आयाम तरंग दैर्ध्य से बहुत बड़े होते हैं), प्रकाश किरण।

अपसारी, अभिसारी और अर्ध-समानांतर प्रकाश पुंज होते हैं। प्रकाश किरणों के बीम या केवल प्रकाश किरणों का उपयोग अक्सर किया जाता है, जिसका अर्थ है प्रकाश किरणों का एक समूह जो वास्तविक प्रकाश किरण का वर्णन करता है।

निर्वात में प्रकाश की गति c = 3 108 m/s एक सार्वभौमिक स्थिरांक है और आवृत्ति पर निर्भर नहीं करता है। पहली बार प्रकाश की गति को डेनिश वैज्ञानिक ओ. रोमर द्वारा खगोलीय विधि द्वारा प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित किया गया था। ए माइकलसन ने प्रकाश की गति को अधिक सटीक रूप से मापा।

पदार्थ में प्रकाश की गति निर्वात की तुलना में कम होती है। निर्वात में प्रकाश की गति और किसी माध्यम में उसकी गति के अनुपात को माध्यम का निरपेक्ष अपवर्तनांक कहा जाता है:

जहाँ c निर्वात में प्रकाश की गति है, v दिए गए माध्यम में प्रकाश की गति है। सभी पदार्थों के निरपेक्ष अपवर्तनांक एकता से बड़े होते हैं।

जब प्रकाश एक माध्यम में फैलता है, तो यह अवशोषित और बिखरा हुआ होता है, और मीडिया के बीच इंटरफेस में यह परावर्तित और अपवर्तित होता है।

प्रकाश के परावर्तन का नियम: आपतित किरण, परावर्तित किरणपुंज और दो मीडिया के बीच इंटरफेस के लंबवत, बीम के आपतन बिंदु पर बहाल, एक ही तल में होते हैं; परावर्तन कोण g आपतन कोण a के बराबर है (चित्र 1)। यह नियम किसी भी प्रकृति की तरंगों के परावर्तन के नियम के साथ मेल खाता है और इसे ह्यूजेंस सिद्धांत के परिणामस्वरूप प्राप्त किया जा सकता है।

प्रकाश के अपवर्तन का नियम: आपतित बीम, अपवर्तित बीम और दो मीडिया के बीच इंटरफेस के लंबवत, बीम की घटना के बिंदु पर बहाल, एक ही विमान में स्थित हैं; किसी दी गई प्रकाश आवृत्ति के लिए आपतन कोण की ज्या और अपवर्तन कोण की ज्या का अनुपात एक स्थिर मान होता है, जिसे पहले माध्यम के सापेक्ष दूसरे माध्यम का आपेक्षिक अपवर्तनांक कहते हैं:

प्रकाश के अपवर्तन के प्रयोगात्मक रूप से स्थापित नियम को हाइजेन्स सिद्धांत के आधार पर समझाया गया है। तरंग अवधारणाओं के अनुसार, अपवर्तन एक माध्यम से दूसरे माध्यम में संक्रमण के दौरान तरंग प्रसार की गति में परिवर्तन का परिणाम है, और सापेक्ष अपवर्तक सूचकांक का भौतिक अर्थ पहले माध्यम v1 में तरंग प्रसार वेग का अनुपात है। दूसरे माध्यम में उनके प्रसार का वेग

निरपेक्ष अपवर्तनांक n1 और n2 वाले मीडिया के लिए, पहले के सापेक्ष दूसरे माध्यम का सापेक्ष अपवर्तनांक दूसरे माध्यम के निरपेक्ष अपवर्तनांक के अनुपात के बराबर होता है।

जिस माध्यम का अपवर्तनांक अधिक होता है उसे प्रकाशिक सघनता कहते हैं, इसमें प्रकाश के संचरण की गति कम होती है। यदि प्रकाश प्रकाशिक रूप से सघन माध्यम से वैकल्पिक रूप से कम सघन माध्यम में जाता है, तो आपतन कोण a0 पर अपवर्तन कोण p/2 के बराबर हो जाना चाहिए। इस स्थिति में अपवर्तित किरणपुंज की तीव्रता शून्य के बराबर हो जाती है। दो मीडिया के बीच इंटरफेस पर प्रकाश की घटना इससे पूरी तरह से परिलक्षित होती है।

आपतन कोण a0 जिस पर प्रकाश का पूर्ण आंतरिक परावर्तन होता है, पूर्ण आंतरिक परावर्तन का सीमित कोण कहलाता है। 0 के बराबर या उससे अधिक आपतन कोणों पर प्रकाश का पूर्ण परावर्तन होता है।

सीमित कोण का मान संबंध से ज्ञात होता है यदि n2 = 1 (वैक्यूम), तो

2 किसी पदार्थ का अपवर्तनांक निर्वात में और दिए गए माध्यम में प्रकाश (विद्युत चुम्बकीय तरंगों) के चरण वेगों के अनुपात के बराबर होता है। वे किसी अन्य तरंग के लिए अपवर्तनांक के बारे में भी बात करते हैं, उदाहरण के लिए, ध्वनि

अपवर्तक सूचकांक पदार्थ के गुणों और विकिरण की तरंग दैर्ध्य पर निर्भर करता है, कुछ पदार्थों के लिए अपवर्तक सूचकांक काफी दृढ़ता से बदलता है जब विद्युत चुम्बकीय तरंगों की आवृत्ति कम आवृत्तियों से ऑप्टिकल और उससे आगे में बदल जाती है, और निश्चित रूप से और भी तेजी से बदल सकती है। आवृत्ति पैमाने के क्षेत्र। डिफ़ॉल्ट आमतौर पर ऑप्टिकल रेंज या संदर्भ द्वारा निर्धारित सीमा होती है।

वैकल्पिक रूप से अनिसोट्रोपिक पदार्थ होते हैं जिनमें अपवर्तक सूचकांक प्रकाश की दिशा और ध्रुवीकरण पर निर्भर करता है। इस तरह के पदार्थ काफी सामान्य हैं, विशेष रूप से, ये सभी क्रिस्टल हैं जो क्रिस्टल जाली की पर्याप्त रूप से कम समरूपता के साथ-साथ यांत्रिक विरूपण के अधीन पदार्थ हैं।

अपवर्तक सूचकांक को माध्यम के चुंबकीय और पारगम्यता के उत्पाद की जड़ के रूप में व्यक्त किया जा सकता है

(यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि ब्याज की आवृत्ति रेंज के लिए चुंबकीय पारगम्यता और पूर्ण पारगम्यता सूचकांक के मूल्य - उदाहरण के लिए, ऑप्टिकल एक, इन मूल्यों के स्थिर मूल्य से बहुत भिन्न हो सकता है)।

अपवर्तनांक को मापने के लिए, मैनुअल और स्वचालित रेफ्रेक्टोमीटर का उपयोग किया जाता है। जलीय घोल में चीनी की सांद्रता निर्धारित करने के लिए रेफ्रेक्टोमीटर का उपयोग करते समय, उपकरण को सैकरीमीटर कहा जाता है।

माध्यम A से मध्यम B में किरण के संक्रमण के दौरान किरण के आपतन कोण () की ज्या का अपवर्तन कोण () की ज्या के अनुपात को मीडिया की इस जोड़ी के लिए आपेक्षिक अपवर्तनांक कहा जाता है।

मात्रा n माध्यम A के सापेक्ष माध्यम B का आपेक्षिक अपवर्तनांक है, a" = 1/n माध्यम B के सापेक्ष माध्यम A का आपेक्षिक अपवर्तनांक है।

यह मान, ceteris paribus, आमतौर पर एकता से कम होता है जब बीम सघन माध्यम से कम घने माध्यम में गुजरता है, और एकता से अधिक होता है जब बीम कम घने माध्यम से सघन माध्यम में जाता है (उदाहरण के लिए, गैस या निर्वात से तरल या ठोस में)। इस नियम के अपवाद हैं, और इसलिए यह एक माध्यम को वैकल्पिक रूप से दूसरे की तुलना में अधिक या कम घना कहने के लिए प्रथागत है (किसी माध्यम की अस्पष्टता के माप के रूप में ऑप्टिकल घनत्व के साथ भ्रमित नहीं होना चाहिए)।

वायुहीन स्थान से किसी माध्यम B की सतह पर गिरने वाली किरण किसी अन्य माध्यम A से उस पर गिरने की तुलना में अधिक मजबूती से अपवर्तित होती है; वायुहीन अंतरिक्ष से किसी माध्यम पर आपतित किरण का अपवर्तनांक उसका निरपेक्ष अपवर्तनांक या इस माध्यम का साधारण अपवर्तनांक कहलाता है, यह अपवर्तनांक है, जिसकी परिभाषा लेख के आरंभ में दी गई है। सामान्य परिस्थितियों में हवा सहित किसी भी गैस का अपवर्तनांक तरल या ठोस के अपवर्तनांक से बहुत कम होता है, इसलिए, लगभग (और अपेक्षाकृत अच्छी सटीकता के साथ) निरपेक्ष अपवर्तनांक को हवा के सापेक्ष अपवर्तक सूचकांक से आंका जा सकता है।

चावल। 3. हस्तक्षेप रेफ्रेक्टोमीटर के संचालन का सिद्धांत। प्रकाश की एक किरण को इस प्रकार विभाजित किया जाता है कि उसके दो भाग विभिन्न अपवर्तनांक वाले पदार्थों से भरे हुए l लंबाई के क्यूवेट्स से होकर गुजरें। सेल से बाहर निकलने पर, किरणें एक निश्चित पथ अंतर प्राप्त करती हैं और, एक साथ लाए जाने पर, स्क्रीन पर k ऑर्डर के साथ इंटरफेरेंस मैक्सिमा और मिनिमा की तस्वीर देती हैं (दाईं ओर योजनाबद्ध रूप से दिखाया गया है)। अपवर्तनांक में अंतर Dn=n2 –n1 =kl/2, जहां l प्रकाश की तरंग दैर्ध्य है।

रेफ्रेक्टोमीटर वे उपकरण हैं जिनका उपयोग पदार्थों के अपवर्तनांक को मापने के लिए किया जाता है। एक रेफ्रेक्टोमीटर के संचालन का सिद्धांत पूर्ण परावर्तन की घटना पर आधारित है। यदि प्रकाश की एक बिखरी हुई किरण अपवर्तक सूचकांकों के साथ दो माध्यमों के बीच इंटरफेस पर और अधिक वैकल्पिक रूप से घने माध्यम से गिरती है, तो आपतन के एक निश्चित कोण से शुरू होकर, किरणें दूसरे माध्यम में प्रवेश नहीं करती हैं, लेकिन इंटरफ़ेस से पूरी तरह से परावर्तित होती हैं पहला माध्यम। इस कोण को पूर्ण परावर्तन का सीमित कोण कहते हैं। चित्र 1 किरणों के व्यवहार को दर्शाता है जब वे इस सतह की एक निश्चित धारा में गिरती हैं। बीम एक सीमित कोण पर जाता है। अपवर्तन के नियम से, आप निर्धारित कर सकते हैं:, (क्योंकि)।

सीमित कोण दो माध्यमों के आपेक्षिक अपवर्तनांक पर निर्भर करता है। यदि सतह से परावर्तित किरणें एक अभिसारी लेंस की ओर निर्देशित होती हैं, तो लेंस के फोकल तल में कोई प्रकाश और आंशिक छाया की सीमा देख सकता है, और इस सीमा की स्थिति सीमित कोण के मूल्य पर निर्भर करती है, और, परिणामस्वरूप , अपवर्तक सूचकांक पर। किसी एक मीडिया के अपवर्तनांक में परिवर्तन से इंटरफ़ेस की स्थिति में परिवर्तन होता है। प्रकाश और छाया के बीच की सीमा अपवर्तक सूचकांक को निर्धारित करने में एक संकेतक के रूप में काम कर सकती है, जिसका उपयोग रेफ्रेक्टोमीटर में किया जाता है। अपवर्तनांक ज्ञात करने की इस विधि को पूर्ण परावर्तन विधि कहते हैं।

कुल परावर्तन विधि के अलावा, रेफ्रेक्टोमीटर चराई बीम विधि का उपयोग करते हैं। इस पद्धति में, एक बिखरा हुआ प्रकाश पुंज सभी संभावित कोणों पर कम वैकल्पिक रूप से घने माध्यम से सीमा से टकराता है (चित्र 2)। सतह के साथ फिसलने वाला बीम (), से मेल खाता है - अपवर्तन का सीमित कोण (चित्र 2 में बीम)। यदि हम सतह पर अपवर्तित किरणों () के पथ में एक लेंस लगाते हैं, तो लेंस के फोकल तल में हमें प्रकाश और छाया के बीच एक तेज सीमा भी दिखाई देगी।

चावल। 2

चूंकि दोनों विधियों में सीमित कोण का मान निर्धारित करने वाली स्थितियां समान हैं, इंटरफ़ेस की स्थिति समान है। दोनों विधियां समान हैं, लेकिन कुल प्रतिबिंब विधि आपको अपारदर्शी पदार्थों के अपवर्तनांक को मापने की अनुमति देती है

त्रिकोणीय प्रिज्म में किरणों का पथ

चित्र 9 एक कांच के प्रिज्म के एक खंड को दिखाता है जिसके किनारे के किनारों पर एक विमान लंबवत है। प्रिज्म में किरण आधार की ओर विचलित हो जाती है, OA और 0B फलकों पर अपवर्तित हो जाती है। इन फलकों के बीच के कोण j को प्रिज्म का अपवर्तनांक कहते हैं। बीम का विक्षेपण कोण q प्रिज्म j के अपवर्तनांक, प्रिज्म सामग्री के अपवर्तनांक n और आपतन कोण a पर निर्भर करता है। इसकी गणना अपवर्तन के नियम (1.4) का उपयोग करके की जा सकती है।

रेफ्रेक्टोमीटर एक सफेद प्रकाश स्रोत का उपयोग करता है 3. परिक्षेपण के कारण जब प्रकाश प्रिज्म 1 और 2 से होकर गुजरता है तो प्रकाश और छाया के बीच की सीमा रंगीन हो जाती है। इससे बचने के लिए, टेलिस्कोप लेंस के सामने एक कम्पेसाटर 4 रखा गया है। इसमें दो समान प्रिज्म होते हैं, जिनमें से प्रत्येक को अलग-अलग अपवर्तनांक के साथ तीन प्रिज्मों से एक साथ चिपकाया जाता है। प्रिज्म का चयन किया जाता है ताकि तरंग दैर्ध्य के साथ एक मोनोक्रोमैटिक बीम = 589.3 µm. (पीली सोडियम लाइन की तरंग दैर्ध्य) विक्षेपण कम्पेसाटर को पारित करने के बाद परीक्षण नहीं किया गया था। अन्य तरंग दैर्ध्य वाली किरणें प्रिज्म द्वारा अलग-अलग दिशाओं में विक्षेपित होती हैं। एक विशेष हैंडल की मदद से कम्पेसाटर प्रिज्म को घुमाने से प्रकाश और अंधेरे के बीच की सीमा यथासंभव स्पष्ट हो जाती है।

प्रकाश की किरणें, प्रतिपूरक से गुजरने के बाद, दूरबीन के लेंस 6 में गिरती हैं। प्रकाश-छाया इंटरफ़ेस की छवि को टेलीस्कोप के ऐपिस 7 के माध्यम से देखा जाता है। उसी समय, स्केल 8 को ऐपिस के माध्यम से देखा जाता है। चूंकि अपवर्तन के सीमित कोण और कुल प्रतिबिंब के सीमित कोण तरल के अपवर्तक सूचकांक पर निर्भर करते हैं, इस अपवर्तक सूचकांक के मूल्यों को तुरंत पर प्लॉट किया जाता है रेफ्रेक्टोमीटर का पैमाना।

रेफ्रेक्टोमीटर के ऑप्टिकल सिस्टम में एक रोटरी प्रिज्म 5 भी होता है। यह आपको दूरबीन की धुरी को प्रिज्म 1 और 2 के लंबवत रखने की अनुमति देता है, जिससे अवलोकन अधिक सुविधाजनक हो जाता है।

प्रकाश के अपवर्तन का नियम। अपवर्तन के निरपेक्ष और सापेक्ष सूचकांक (गुणांक)। कुल आंतरिक प्रतिबिंब

प्रकाश के अपवर्तन का नियम 17 वीं शताब्दी में अनुभवजन्य रूप से स्थापित किया गया था। जब प्रकाश एक पारदर्शी माध्यम से दूसरे पारदर्शी माध्यम में जाता है, तो प्रकाश की दिशा बदल सकती है। विभिन्न माध्यमों की सीमा पर प्रकाश की दिशा बदलने को प्रकाश का अपवर्तन कहते हैं। अपवर्तन की सर्वज्ञता एक वस्तु के आकार में एक स्पष्ट परिवर्तन है। (उदाहरण: एक गिलास पानी में एक चम्मच)। प्रकाश के अपवर्तन का नियम: दो माध्यमों की सीमा पर, अपवर्तित किरण आपतन और रूपों के तल में स्थित होती है, घटना के बिंदु पर बहाल किए गए इंटरफ़ेस के सामान्य के साथ, अपवर्तन का कोण ऐसा होता है कि: = n 1- गिरावट, 2 प्रतिबिंब, एन-अपवर्तक सूचकांक (एफ। स्नेलियस) - सापेक्ष संकेतकवायुहीन स्थान से किसी माध्यम पर आपतित किरण पुंज का अपवर्तनांक कहलाता है अपवर्तन का निरपेक्ष सूचकांक।आपतन कोण जिस पर अपवर्तित किरण वैकल्पिक रूप से सघन माध्यम में संक्रमण के बिना दो मीडिया के बीच इंटरफेस के साथ स्लाइड करना शुरू करती है - कुल आंतरिक परावर्तन का सीमित कोण। कुल आंतरिक प्रतिबिंब- आंतरिक परावर्तन, बशर्ते कि आपतन कोण एक निश्चित क्रांतिक कोण से अधिक हो। इस मामले में, घटना की लहर पूरी तरह से परिलक्षित होती है, और प्रतिबिंब गुणांक का मूल्य पॉलिश सतहों के लिए अपने उच्चतम मूल्यों से अधिक होता है। पूर्ण आंतरिक परावर्तन के लिए परावर्तन गुणांक तरंगदैर्घ्य पर निर्भर नहीं करता है। प्रकाशिकी में, यह घटना एक्स-रे रेंज सहित विद्युत चुम्बकीय विकिरण के व्यापक स्पेक्ट्रम के लिए देखी जाती है। ज्यामितीय प्रकाशिकी में, घटना को स्नेल के नियम के संदर्भ में समझाया गया है। यह देखते हुए कि अपवर्तन कोण 90° से अधिक नहीं हो सकता है, हम प्राप्त करते हैं कि घटना के कोण पर जिसकी ज्या छोटे अपवर्तनांक के अनुपात से बड़े अपवर्तक सूचकांक से अधिक है, विद्युत चुम्बकीय तरंग पहले माध्यम में पूरी तरह से परिलक्षित होनी चाहिए। उदाहरण: कई प्राकृतिक क्रिस्टल और विशेष रूप से कीमती और अर्ध-कीमती पत्थरों की चमकदार चमक को पूर्ण आंतरिक प्रतिबिंब द्वारा समझाया गया है, जिसके परिणामस्वरूप क्रिस्टल में प्रवेश करने वाली प्रत्येक किरण बड़ी संख्या में पर्याप्त उज्ज्वल किरणें बनाती है जो बाहर आती हैं, जैसे रंगीन फैलाव का परिणाम।

भौतिकी के नियम किसी उत्पाद के उत्पादन के लिए एक विशिष्ट रणनीति की योजना बनाने या विभिन्न उद्देश्यों के लिए संरचनाओं के निर्माण के लिए एक परियोजना तैयार करने के लिए गणना करने में बहुत महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। कई मूल्यों की गणना की जाती है, इसलिए नियोजन कार्य शुरू करने से पहले माप और गणना की जाती है। उदाहरण के लिए, कांच का अपवर्तनांक आपतन कोण की ज्या और अपवर्तन कोण की ज्या के अनुपात के बराबर होता है।

तो पहले कोणों को मापने की प्रक्रिया होती है, फिर उनकी साइन की गणना की जाती है, और उसके बाद ही आप वांछित मूल्य प्राप्त कर सकते हैं। सारणीबद्ध डेटा की उपलब्धता के बावजूद, हर बार अतिरिक्त गणना करना सार्थक होता है, क्योंकि संदर्भ पुस्तकें अक्सर आदर्श परिस्थितियों का उपयोग करती हैं जिन्हें वास्तविक जीवन में प्राप्त करना लगभग असंभव होता है। इसलिए, वास्तव में, संकेतक अनिवार्य रूप से सारणीबद्ध से भिन्न होगा, और कुछ स्थितियों में यह मौलिक महत्व का है।

निरपेक्ष संकेतक

पूर्ण अपवर्तक सूचकांक कांच के ब्रांड पर निर्भर करता है, क्योंकि व्यवहार में बड़ी संख्या में विकल्प होते हैं जो संरचना और पारदर्शिता की डिग्री में भिन्न होते हैं। औसतन, यह 1.5 है और एक दिशा या किसी अन्य में इस मान के आसपास 0.2 से उतार-चढ़ाव होता है। दुर्लभ मामलों में, इस आंकड़े से विचलन हो सकता है।

फिर, यदि एक सटीक संकेतक महत्वपूर्ण है, तो अतिरिक्त माप अपरिहार्य हैं। लेकिन यहां तक ​​​​कि वे 100% विश्वसनीय परिणाम नहीं देते हैं, क्योंकि आकाश में सूर्य की स्थिति और माप के दिन बादल छाए रहेंगे, अंतिम मूल्य को प्रभावित करेगा। सौभाग्य से, 99.99% मामलों में, यह केवल यह जानना पर्याप्त है कि कांच जैसी सामग्री का अपवर्तनांक एक से अधिक और दो से कम है, और अन्य सभी दसवें और सौवें भाग कोई भूमिका नहीं निभाते हैं।

भौतिकी में समस्याओं को हल करने में मदद करने वाले मंचों पर, अक्सर यह सवाल उठता है कि कांच और हीरे का अपवर्तनांक क्या है? बहुत से लोग सोचते हैं कि चूंकि ये दोनों पदार्थ दिखने में समान हैं, इसलिए इनके गुण लगभग समान होने चाहिए। लेकिन यह एक भ्रम है।

कांच के लिए अधिकतम अपवर्तन लगभग 1.7 होगा, जबकि हीरे के लिए यह आंकड़ा 2.42 तक पहुंच जाएगा। यह रत्न पृथ्वी पर उन कुछ पदार्थों में से एक है जिसका अपवर्तनांक 2 से अधिक है। यह इसकी क्रिस्टलीय संरचना और प्रकाश किरणों के बड़े प्रसार के कारण है। तालिका मान में परिवर्तन में फ़ेसटिंग न्यूनतम भूमिका निभाता है।

सापेक्ष संकेतक

कुछ वातावरणों के लिए सापेक्ष संकेतक को निम्नानुसार दर्शाया जा सकता है:

• - पानी के सापेक्ष कांच का अपवर्तनांक लगभग 1.18 है;
• - हवा के सापेक्ष उसी सामग्री का अपवर्तनांक 1.5 के बराबर है;
• - अल्कोहल के सापेक्ष अपवर्तनांक - 1.1.

संकेतक का मापन और सापेक्ष मूल्य की गणना एक प्रसिद्ध एल्गोरिथम के अनुसार की जाती है। एक सापेक्ष पैरामीटर खोजने के लिए, आपको एक तालिका मान को दूसरे से विभाजित करना होगा। या दो वातावरणों के लिए प्रयोगात्मक गणना करें, और फिर प्राप्त आंकड़ों को विभाजित करें। इस तरह के ऑपरेशन अक्सर भौतिकी में प्रयोगशाला कक्षाओं में किए जाते हैं।

अपवर्तनांक का निर्धारण

व्यवहार में कांच के अपवर्तनांक को निर्धारित करना काफी कठिन है, क्योंकि प्रारंभिक डेटा को मापने के लिए उच्च-सटीक उपकरणों की आवश्यकता होती है। कोई भी त्रुटि बढ़ जाएगी, क्योंकि गणना जटिल सूत्रों का उपयोग करती है जिसमें त्रुटियों की अनुपस्थिति की आवश्यकता होती है।

सामान्य तौर पर, यह गुणांक दर्शाता है कि एक निश्चित बाधा से गुजरने पर प्रकाश किरणों के प्रसार की गति कितनी बार धीमी हो जाती है। इसलिए, यह केवल पारदर्शी सामग्री के लिए विशिष्ट है। संदर्भ मान के लिए अर्थात इकाई के लिए गैसों का अपवर्तनांक लिया जाता है। यह गणना में कुछ मूल्य से शुरू करने में सक्षम होने के लिए किया गया था।

यदि एक सनबीम एक कांच की सतह पर एक अपवर्तक सूचकांक के साथ गिरता है जो कि टेबल वैल्यू के बराबर है, तो इसे कई तरीकों से बदला जा सकता है:

• 1. शीर्ष पर एक फिल्म गोंद करें, जिसमें अपवर्तक सूचकांक कांच की तुलना में अधिक होगा। इस सिद्धांत का उपयोग कार की खिड़की को रंगने में किया जाता है ताकि यात्री आराम में सुधार किया जा सके और चालक को सड़क को अधिक स्पष्ट रूप से देखने की अनुमति मिल सके। साथ ही, फिल्म बैक और अल्ट्रावायलट रेडिएशन को रोके रखेगी।
• 2. कांच को पेंट से पेंट करें। सस्ते धूप के चश्मे के निर्माता यही करते हैं, लेकिन ध्यान रखें कि यह आपकी दृष्टि के लिए हानिकारक हो सकता है। अच्छे मॉडलों में, चश्मे को एक विशेष तकनीक का उपयोग करके तुरंत रंगीन बनाया जाता है।
• 3. गिलास को किसी तरल पदार्थ में डुबोएं। यह केवल प्रयोगों के लिए उपयोगी है।

यदि प्रकाश किरण कांच से गुजरती है, तो अगली सामग्री पर अपवर्तक सूचकांक की गणना सापेक्ष गुणांक का उपयोग करके की जाती है, जिसे सारणीबद्ध मूल्यों की एक दूसरे से तुलना करके प्राप्त किया जा सकता है। व्यावहारिक या प्रायोगिक भार वहन करने वाले ऑप्टिकल सिस्टम के डिजाइन में ये गणना बहुत महत्वपूर्ण हैं। यहां त्रुटियों की अनुमति नहीं है, क्योंकि वे पूरे डिवाइस को खराब कर देंगे, और फिर इसके साथ प्राप्त कोई भी डेटा बेकार हो जाएगा।

अपवर्तक सूचकांक के साथ कांच में प्रकाश की गति निर्धारित करने के लिए, आपको अपवर्तक सूचकांक द्वारा निर्वात में गति के निरपेक्ष मान को विभाजित करने की आवश्यकता होती है। निर्वात का उपयोग संदर्भ माध्यम के रूप में किया जाता है, क्योंकि किसी भी पदार्थ की अनुपस्थिति के कारण अपवर्तन वहां कार्य नहीं करता है जो किसी दिए गए प्रक्षेपवक्र के साथ प्रकाश किरणों की निर्बाध गति में हस्तक्षेप कर सकता है।

किसी भी परिकलित संकेतक में, गति संदर्भ माध्यम की तुलना में कम होगी, क्योंकि अपवर्तनांक हमेशा एक से अधिक होता है।

आइए हम अपवर्तन के नियम को तैयार करते समय § 81 में हमारे द्वारा पेश किए गए अपवर्तक सूचकांक पर अधिक विस्तृत विचार करें।

अपवर्तक सूचकांक ऑप्टिकल गुणों और उस माध्यम पर निर्भर करता है जिससे किरण गिरती है और जिस माध्यम से यह प्रवेश करती है। जब निर्वात से प्रकाश किसी माध्यम पर पड़ता है तो प्राप्त अपवर्तनांक इस माध्यम का निरपेक्ष अपवर्तनांक कहलाता है।

चावल। 184. दो मीडिया का सापेक्ष अपवर्तनांक:

मान लें कि पहले माध्यम का निरपेक्ष अपवर्तनांक हो और दूसरा माध्यम - . पहले और दूसरे माध्यम की सीमा पर अपवर्तन को ध्यान में रखते हुए, हम यह सुनिश्चित करते हैं कि पहले माध्यम से दूसरे माध्यम में संक्रमण के दौरान अपवर्तक सूचकांक, तथाकथित सापेक्ष अपवर्तक सूचकांक, के पूर्ण अपवर्तक सूचकांक के अनुपात के बराबर है दूसरा और पहला मीडिया:

(चित्र। 184)। इसके विपरीत, दूसरे माध्यम से पहले माध्यम में जाने पर, हमारे पास एक सापेक्ष अपवर्तनांक होता है

दो मीडिया के सापेक्ष अपवर्तक सूचकांक और उनके पूर्ण अपवर्तक सूचकांक के बीच स्थापित संबंध भी सैद्धांतिक रूप से नए प्रयोगों के बिना प्राप्त किया जा सकता है, जैसे कि यह प्रतिवर्तीता के कानून के लिए किया जा सकता है (§ 82),

उच्च अपवर्तनांक वाले माध्यम को प्रकाशिक रूप से सघन कहा जाता है। वायु के सापेक्ष विभिन्न माध्यमों का अपवर्तनांक सामान्यतः मापा जाता है। वायु का निरपेक्ष अपवर्तनांक है । इस प्रकार, किसी भी माध्यम का निरपेक्ष अपवर्तनांक सूत्र द्वारा वायु के सापेक्ष उसके अपवर्तनांक से संबंधित होता है

तालिका 6. वायु के सापेक्ष विभिन्न पदार्थों का अपवर्तनांक

अपवर्तनांक प्रकाश की तरंगदैर्घ्य अर्थात उसके रंग पर निर्भर करता है। अलग-अलग रंग अलग-अलग अपवर्तक सूचकांकों के अनुरूप होते हैं। यह परिघटना, जिसे परिक्षेपण कहते हैं, प्रकाशिकी में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। हम बाद के अध्यायों में इस घटना से बार-बार निपटेंगे। तालिका में दिया गया डेटा। 6, पीली रोशनी का संदर्भ लें।

यह ध्यान रखना दिलचस्प है कि परावर्तन के नियम को औपचारिक रूप से उसी रूप में लिखा जा सकता है जैसे अपवर्तन का नियम। याद रखें कि हम हमेशा कोणों को लंबवत से संबंधित किरण तक मापने के लिए सहमत हुए थे। इसलिए, हमें विचार करना चाहिए कि आपतन कोण और परावर्तन कोण के विपरीत चिह्न हैं, अर्थात। परावर्तन के नियम को इस प्रकार लिखा जा सकता है

अपवर्तन के नियम (83.4) की तुलना करने पर, हम देखते हैं कि परावर्तन के नियम को परावर्तन के नियम का एक विशेष मामला माना जा सकता है। परावर्तन और अपवर्तन के नियमों के बीच यह औपचारिक समानता व्यावहारिक समस्याओं को हल करने में बहुत काम आती है।

पिछली प्रस्तुति में, अपवर्तक सूचकांक का अर्थ माध्यम के एक स्थिरांक का था, जो इससे गुजरने वाले प्रकाश की तीव्रता से स्वतंत्र था। अपवर्तक सूचकांक की ऐसी व्याख्या काफी स्वाभाविक है; हालांकि, आधुनिक लेज़रों का उपयोग करके प्राप्त होने वाली उच्च विकिरण तीव्रता के मामले में, यह उचित नहीं है। इस मामले में, माध्यम के गुण जिससे मजबूत प्रकाश विकिरण गुजरता है, इसकी तीव्रता पर निर्भर करता है। जैसा कि वे कहते हैं, माध्यम अरैखिक हो जाता है। माध्यम की अरैखिकता स्वयं प्रकट होती है, विशेष रूप से, इस तथ्य में कि उच्च तीव्रता की एक प्रकाश तरंग अपवर्तनांक को बदल देती है। विकिरण की तीव्रता पर अपवर्तनांक की निर्भरता का रूप है

यहाँ, सामान्य अपवर्तनांक है, a गैर-रैखिक अपवर्तनांक है, और आनुपातिकता कारक है। इस सूत्र में अतिरिक्त पद या तो धनात्मक या ऋणात्मक हो सकता है।

अपवर्तनांक में आपेक्षिक परिवर्तन अपेक्षाकृत छोटे होते हैं। पर गैर-रैखिक अपवर्तक सूचकांक। हालांकि, अपवर्तनांक में ऐसे छोटे परिवर्तन भी ध्यान देने योग्य हैं: वे स्वयं को प्रकाश के आत्म-केंद्रित होने की एक अजीबोगरीब घटना में प्रकट करते हैं।

एक सकारात्मक अरैखिक अपवर्तनांक वाले माध्यम पर विचार करें। इस मामले में, बढ़ी हुई प्रकाश तीव्रता के क्षेत्र एक साथ बढ़े हुए अपवर्तक सूचकांक के क्षेत्र हैं। आमतौर पर, वास्तविक लेजर विकिरण में, बीम के क्रॉस सेक्शन पर तीव्रता का वितरण असमान होता है: अक्ष के साथ तीव्रता अधिकतम होती है और बीम के किनारों की ओर आसानी से घट जाती है, जैसा कि अंजीर में दिखाया गया है। 185 ठोस वक्र। इसी तरह का वितरण एक गैर-रेखीय माध्यम वाले सेल के क्रॉस सेक्शन पर अपवर्तक सूचकांक में परिवर्तन का भी वर्णन करता है, जिसके अक्ष के साथ लेजर बीम फैलता है। अपवर्तनांक, जो कोशिका अक्ष के साथ सबसे बड़ा होता है, धीरे-धीरे इसकी दीवारों की ओर घटता है (चित्र 185 में धराशायी वक्र)।

अक्ष के समानांतर लेज़र से निकलने वाली किरणों की एक किरण, एक चर अपवर्तनांक वाले माध्यम में गिरती है, उस दिशा में विक्षेपित होती है जहां यह अधिक होती है। इसलिए, ओएसपी सेल के आसपास के क्षेत्र में एक बढ़ी हुई तीव्रता से इस क्षेत्र में प्रकाश किरणों की एकाग्रता होती है, जो कि क्रॉस सेक्शन और अंजीर में दिखाया गया है। 185, और इससे . अंततः, एक अरेखीय माध्यम से गुजरने वाले प्रकाश पुंज का प्रभावी अनुप्रस्थ काट काफी कम हो जाता है। प्रकाश एक संकीर्ण चैनल के माध्यम से एक बढ़े हुए अपवर्तक सूचकांक के साथ गुजरता है। इस प्रकार, लेज़र बीम संकरी हो जाती है, और अरेखीय माध्यम तीव्र विकिरण की क्रिया के तहत अभिसारी लेंस के रूप में कार्य करता है। इस घटना को आत्म-केंद्रित कहा जाता है। यह देखा जा सकता है, उदाहरण के लिए, तरल नाइट्रोबेंजीन में।

चावल। 185. क्यूवेट के प्रवेश द्वार पर लेजर बीम के क्रॉस सेक्शन पर विकिरण तीव्रता और अपवर्तक सूचकांक का वितरण (ए), इनपुट एंड के पास (), बीच में (), क्यूवेट के आउटपुट एंड के पास ()

पारदर्शी ठोसों के अपवर्तनांक का निर्धारण

और तरल पदार्थ

उपकरण और सहायक उपकरण: एक प्रकाश फिल्टर के साथ एक माइक्रोस्कोप, एक क्रॉस के रूप में एबी चिह्न के साथ एक समतल-समानांतर प्लेट; रेफ्रेक्टोमीटर ब्रांड "आरएल"; तरल पदार्थ का सेट।

उद्देश्य:कांच और तरल पदार्थों के अपवर्तनांक निर्धारित करें।

माइक्रोस्कोप का उपयोग करके कांच के अपवर्तनांक का निर्धारण

एक पारदर्शी ठोस के अपवर्तनांक को निर्धारित करने के लिए, इस सामग्री से बने एक निशान के साथ एक समतल-समानांतर प्लेट का उपयोग किया जाता है।

निशान में दो परस्पर लंबवत खरोंच होते हैं, जिनमें से एक (ए) नीचे की ओर लगाया जाता है, और दूसरा (बी) - प्लेट की ऊपरी सतह पर। प्लेट को मोनोक्रोमैटिक प्रकाश से रोशन किया जाता है और एक माइक्रोस्कोप के तहत जांच की जाती है। पर
चावल। 4.7 एक ऊर्ध्वाधर विमान द्वारा जांच की गई प्लेट का एक खंड दिखाता है।

ग्लास-एयर इंटरफेस पर अपवर्तन के बाद किरणें AD और AE DD1 और EE1 दिशाओं में जाती हैं और माइक्रोस्कोप के उद्देश्य में गिरती हैं।

एक पर्यवेक्षक जो ऊपर से प्लेट को देखता है, वह बिंदु A को किरणों DD1 और EE1 की निरंतरता के चौराहे पर देखता है, अर्थात। बिंदु सी पर

इस प्रकार, बिंदु A बिंदु C पर स्थित पर्यवेक्षक को लगता है। आइए प्लेट सामग्री के अपवर्तनांक n, मोटाई d और प्लेट की स्पष्ट मोटाई d1 के बीच संबंध खोजें।

4.7 यह देखा जा सकता है कि VD \u003d BCtgi, BD \u003d ABtgr, कहाँ से

टीजीआई/टीजीआर = एबी/बीसी,

जहाँ AB = d प्लेट की मोटाई है; ईसा पूर्व = d1 स्पष्ट प्लेट मोटाई।

यदि कोण i और r छोटे हैं, तो

सिनी/सिनर = टीजीआई/टीजीआर, (4.5)

वे। सिनी/सिनर = d/d1.

प्रकाश के अपवर्तन के नियम को ध्यान में रखते हुए, हम प्राप्त करते हैं

d/d1 का मापन सूक्ष्मदर्शी द्वारा किया जाता है।

माइक्रोस्कोप की ऑप्टिकल योजना में दो प्रणालियां होती हैं: एक अवलोकन प्रणाली, जिसमें एक उद्देश्य और एक ट्यूब में एक ऐपिस लगा होता है, और एक रोशनी प्रणाली, जिसमें एक दर्पण और एक हटाने योग्य प्रकाश फिल्टर होता है। छवि फ़ोकसिंग ट्यूब के दोनों किनारों पर स्थित हैंडल को घुमाकर किया जाता है।

दाहिने हैंडल की धुरी पर एक लिम्ब स्केल वाली डिस्क होती है।

निश्चित सूचक के सापेक्ष अंग पर पठन b, उद्देश्य से सूक्ष्मदर्शी चरण तक की दूरी h निर्धारित करता है:

गुणांक k इंगित करता है कि जब हैंडल को 1° घुमाया जाता है तो माइक्रोस्कोप ट्यूब कितनी ऊंचाई तक चलती है।

इस सेटअप में उद्देश्य का व्यास दूरी h की तुलना में छोटा है, इसलिए सबसे बाहरी बीम जो उद्देश्य में प्रवेश करती है, माइक्रोस्कोप के ऑप्टिकल अक्ष के साथ एक छोटा कोण i बनाती है।

प्लेट में प्रकाश का अपवर्तन कोण r कोण i से कम होता है, अर्थात। भी छोटा है, जो स्थिति (4.5) के अनुरूप है।

कार्य आदेश

1. प्लेट को माइक्रोस्कोप स्टेज पर रखें ताकि स्ट्रोक ए और बी के प्रतिच्छेदन बिंदु (चित्र देखें।

अपवर्तक सूचकांक

4.7) देखने के क्षेत्र में था।

2. ट्यूब को ऊपर की स्थिति में उठाने के लिए लिफ्टिंग मैकेनिज्म के हैंडल को घुमाएं।

3. ऐपिस में देखते हुए, हैंडल को घुमाते हुए माइक्रोस्कोप ट्यूब को धीरे-धीरे नीचे करें जब तक कि प्लेट की ऊपरी सतह पर लागू खरोंच बी की एक स्पष्ट छवि देखने के क्षेत्र में प्राप्त न हो जाए। अंग के संकेत b1 को रिकॉर्ड करें, जो माइक्रोस्कोप के उद्देश्य से प्लेट के शीर्ष किनारे तक h1 की दूरी के समानुपाती है: h1 = kb1 (चित्र।

4. खरोंच A की स्पष्ट छवि प्राप्त होने तक ट्यूब को सुचारू रूप से नीचे करना जारी रखें, जो बिंदु C पर स्थित पर्यवेक्षक को प्रतीत होता है। लिंबस का एक नया संकेत b2 रिकॉर्ड करें। उद्देश्य से प्लेट की ऊपरी सतह तक h1 की दूरी b2 के समानुपाती होती है:
h2 = kb2 (चित्र। 4.8, बी)।

बिंदु B और C से लेंस की दूरी समान है, क्योंकि प्रेक्षक उन्हें समान रूप से स्पष्ट रूप से देखता है।

ट्यूब h1-h2 का विस्थापन प्लेट की स्पष्ट मोटाई के बराबर है (चित्र।

d1 = h1-h2 = (b1-b2)k। (4.8)

5. स्ट्रोक के चौराहे पर प्लेट की मोटाई d मापें। ऐसा करने के लिए, एक सहायक कांच की प्लेट 2 को परीक्षण प्लेट 1 (चित्र 4.9) के नीचे रखें और माइक्रोस्कोप ट्यूब को तब तक नीचे करें जब तक कि लेंस परीक्षण प्लेट को (थोड़ा) स्पर्श न कर ले। अंग a1 के संकेत पर ध्यान दें। अध्ययन के तहत प्लेट निकालें और माइक्रोस्कोप की ट्यूब को तब तक नीचे करें जब तक कि उद्देश्य प्लेट 2 को न छू ले।

नोट संकेत a2.

उसी समय, माइक्रोस्कोप का उद्देश्य अध्ययन के तहत प्लेट की मोटाई के बराबर ऊंचाई तक गिर जाएगा, अर्थात।

डी = (ए 1-ए 2) के। (4.9)

6. सूत्र का उपयोग करके प्लेट सामग्री के अपवर्तनांक की गणना करें

n = d/d1 = (a1-a2)/(b1-b2)। (4.10)

7. उपरोक्त सभी मापों को 3-5 बार दोहराएं, औसत मान n, निरपेक्ष और सापेक्ष त्रुटियों rn और rn/n की गणना करें।

एक रेफ्रेक्टोमीटर का उपयोग करके तरल पदार्थों के अपवर्तनांक का निर्धारण

अपवर्तक सूचकांकों को निर्धारित करने के लिए जिन उपकरणों का उपयोग किया जाता है, उन्हें रेफ्रेक्टोमीटर कहा जाता है।

आरएल रेफ्रेक्टोमीटर की सामान्य दृश्य और ऑप्टिकल योजना को अंजीर में दिखाया गया है। 4.10 और 4.11।

आरएल रेफ्रेक्टोमीटर का उपयोग करके तरल पदार्थों के अपवर्तक सूचकांक का मापन प्रकाश के अपवर्तन की घटना पर आधारित होता है जो अलग-अलग अपवर्तक सूचकांकों के साथ दो मीडिया के बीच इंटरफेस के माध्यम से पारित हो गया है।

प्रकाश किरण (चित्र।

4.11) एक स्रोत 1 (एक गरमागरम दीपक या विसरित दिन के उजाले) से एक दर्पण 2 की मदद से उपकरण आवास में एक खिड़की के माध्यम से एक डबल प्रिज्म पर निर्देशित किया जाता है जिसमें प्रिज्म 3 और 4 होते हैं, जो एक अपवर्तक सूचकांक के साथ कांच से बने होते हैं 1.540 का।

ऊपरी रोशनी प्रिज्म 3 की सतह एए (चित्र।

4.12, ए) मैट है और प्रिज्म 3 और 4 के बीच के अंतराल में एक पतली परत में जमा विसरित प्रकाश के साथ तरल को रोशन करने का कार्य करता है। मैट सतह 3 द्वारा बिखरा हुआ प्रकाश अध्ययन के तहत तरल की एक समतल-समानांतर परत से होकर गुजरता है और विभिन्न के तहत निचले प्रिज्म 4 के विस्फोटक के विकर्ण चेहरे पर पड़ता है
कोण मैं शून्य से लेकर 90° तक।

विस्फोटक सतह पर प्रकाश के पूर्ण आंतरिक परावर्तन की घटना से बचने के लिए, जांचे गए तरल का अपवर्तनांक प्रिज्म 4 के कांच के अपवर्तनांक से कम होना चाहिए, अर्थात।

1,540 से कम।

90° के आपतन कोण वाले प्रकाश पुंज को ग्लाइडिंग बीम कहते हैं।

लिक्विड-ग्लास इंटरफेस पर अपवर्तित स्लाइडिंग बीम, अपवर्तन के सीमित कोण पर प्रिज्म 4 में जाएगा आरआदि< 90о.

बिंदु D पर एक स्लाइडिंग बीम का अपवर्तन (चित्र 4.12 देखें, a) कानून का पालन करता है

nst / nzh \u003d सिनिप्र / सिनप्र (4.11)

या nzh = nstsinrpr, (4.12)

चूंकि सिनिप्र = 1.

प्रिज्म 4 की सतह BC पर, प्रकाश किरणें फिर से अपवर्तित होती हैं और फिर

सिनि¢pr/sinr¢pr = 1/ nst, (4.13)

r¢pr+i¢pr = i¢pr =a , (4.14)

जहाँ a प्रिज्म 4 का अपवर्तक किरणपुंज है।

समीकरणों की प्रणाली (4.12), (4.13), (4.14) को एक साथ हल करते हुए, हम एक सूत्र प्राप्त कर सकते हैं जो अध्ययन के तहत तरल के अपवर्तक सूचकांक nzh को बीम के अपवर्तन r'pr के सीमित कोण से संबंधित करता है जो कि से निकला है। प्रिज्म 4:

यदि प्रिज्म 4 से निकलने वाली किरणों के मार्ग में स्पॉटिंग स्कोप रखा जाए, तो इसके देखने के क्षेत्र का निचला हिस्सा रोशन होगा, और ऊपरी हिस्सा अंधेरा होगा। प्रकाश और अंधेरे क्षेत्रों के बीच का इंटरफ़ेस एक सीमित अपवर्तन कोण r¢pr के साथ किरणों द्वारा बनता है। इस प्रणाली में r¢pr से कम अपवर्तन कोण वाली कोई किरणें नहीं हैं (चित्र।

इसलिए r¢pr का मान, और कायरोस्कोरो सीमा की स्थिति अध्ययन के तहत तरल के केवल अपवर्तनांक nzh पर निर्भर करती है, क्योंकि nst और a इस उपकरण में स्थिर मान हैं।

nst, a और r¢pr को जानकर, सूत्र (4.15) का उपयोग करके nzh की गणना करना संभव है। व्यवहार में, रेफ्रेक्टोमीटर स्केल को कैलिब्रेट करने के लिए सूत्र (4.15) का उपयोग किया जाता है।

स्केल 9 पर (देखें

चावल। 4.11), ld = 5893 के लिए अपवर्तनांक के मान बाईं ओर प्लॉट किए गए हैं। ऐपिस 10 - 11 के सामने एक प्लेट 8 होती है जिस पर (--) का निशान होता है।

ऐपिस को प्लेट 8 के साथ स्केल के साथ ले जाकर, अंधेरे और हल्के क्षेत्रों के बीच विभाजन रेखा के साथ निशान के संरेखण को प्राप्त करना संभव है।

ग्रैजुएट स्केल 9 का विभाजन, निशान के साथ मेल खाता है, अध्ययन के तहत तरल के अपवर्तक सूचकांक nzh का मान देता है। उद्देश्य 6 और नेत्रिका 10-11 एक दूरबीन बनाते हैं।

रोटरी प्रिज्म 7 बीम के पाठ्यक्रम को बदल देता है, इसे ऐपिस में निर्देशित करता है।

अध्ययन के तहत काँच और द्रव के फैलाव के कारण, अंधेरे और चमकीले क्षेत्रों के बीच एक स्पष्ट विभाजन रेखा के बजाय, जब सफेद रोशनी में देखा जाता है, तो एक इंद्रधनुषी पट्टी प्राप्त होती है। इस प्रभाव को खत्म करने के लिए, टेलिस्कोप लेंस के सामने फैलाव कम्पेसाटर 5 स्थापित किया गया है। कम्पेसाटर का मुख्य भाग एक प्रिज्म है, जो तीन प्रिज्मों से चिपका होता है और दूरबीन की धुरी के सापेक्ष घूम सकता है।

प्रिज्म और उनकी सामग्री के अपवर्तक कोणों को चुना जाता है ताकि तरंग दैर्ध्य के साथ पीली रोशनी ld = 5893 अपवर्तन के बिना उनके माध्यम से गुजरती है। यदि रंगीन किरणों के पथ पर एक प्रतिपूरक प्रिज्म स्थापित किया जाता है ताकि उसका फैलाव परिमाण में बराबर हो, लेकिन मापने वाले प्रिज्म और तरल के फैलाव के विपरीत संकेत हो, तो कुल फैलाव शून्य के बराबर होगा। इस मामले में, प्रकाश किरणों की किरण एक सफेद किरण में एकत्रित हो जाएगी, जिसकी दिशा सीमित पीली किरण की दिशा के साथ मेल खाती है।

इस प्रकार, जब प्रतिपूरक प्रिज्म घूमता है, तो रंग की छाया का रंग समाप्त हो जाता है। प्रिज्म 5 के साथ, फैलाव अंग 12 स्थिर सूचक के सापेक्ष घूमता है (चित्र 4.10 देखें)। अंग का रोटेशन कोण Z जांच किए गए तरल के औसत फैलाव के मूल्य का न्याय करना संभव बनाता है।

डायल स्केल को स्नातक किया जाना चाहिए। शेड्यूल इंस्टॉलेशन से जुड़ा हुआ है।

कार्य आदेश

1. प्रिज्म 3 को ऊपर उठाएं, परीक्षण द्रव की 2-3 बूंदें प्रिज्म 4 की सतह पर रखें और प्रिज्म 3 को नीचे करें (चित्र 4.10 देखें)।

3. ओकुलर लक्ष्यीकरण का उपयोग करके, पैमाने की एक तेज छवि और देखने के क्षेत्रों के बीच इंटरफ़ेस प्राप्त करें।

4. कम्पेसाटर 5 के हैंडल 12 को घुमाते हुए, दृष्टि के क्षेत्रों के बीच इंटरफेस के रंगीन रंग को नष्ट कर दें।

ऐपिस को स्केल के साथ ले जाते हुए, चिह्न (--) को अंधेरे और हल्के क्षेत्रों की सीमा के साथ संरेखित करें और लिक्विड इंडेक्स का मान रिकॉर्ड करें।

6. तरल पदार्थों के प्रस्तावित सेट की जांच करें और माप त्रुटि का मूल्यांकन करें।

7. प्रत्येक माप के बाद, प्रिज्म की सतह को आसुत जल में भिगोए हुए फिल्टर पेपर से पोंछ लें।

नियंत्रण प्रश्न

विकल्प 1

किसी माध्यम के निरपेक्ष और सापेक्ष अपवर्तनांक को परिभाषित करें।

2. दो माध्यमों (n2> n1, और n2 . के इंटरफेस के माध्यम से किरणों का पथ बनाएं< n1).

3. एक संबंध प्राप्त करें जो अपवर्तनांक n को मोटाई d और प्लेट की स्पष्ट मोटाई d¢ से संबंधित करता है।

4. कार्य।किसी पदार्थ के लिए पूर्ण आंतरिक परावर्तन का सीमित कोण 30° होता है।

इस पदार्थ का अपवर्तनांक ज्ञात कीजिए।

उत्तर: एन = 2।

विकल्प 2

1. पूर्ण आंतरिक परावर्तन की परिघटना क्या है?

2. आरएल-2 रेफ्रेक्टोमीटर के डिजाइन और संचालन के सिद्धांत का वर्णन करें।

3. रेफ्रेक्टोमीटर में कम्पेसाटर की भूमिका स्पष्ट कीजिए।

4. टास्क. एक प्रकाश बल्ब को गोल बेड़ा के केंद्र से 10 मीटर की गहराई तक उतारा जाता है। बेड़ा की न्यूनतम त्रिज्या ज्ञात कीजिए, जबकि प्रकाश बल्ब से एक भी किरण सतह तक नहीं पहुंचनी चाहिए।

उत्तर: आर = 11.3 मीटर।

अपवर्तक सूचकांक, या अपवर्तक गुणांक, एक अमूर्त संख्या है जो एक पारदर्शी माध्यम की अपवर्तक शक्ति को दर्शाती है। अपवर्तक सूचकांक को लैटिन अक्षर द्वारा निरूपित किया जाता है और इसे किसी दिए गए पारदर्शी माध्यम में शून्य से प्रवेश करने वाले बीम के अपवर्तन कोण के ज्या के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है:

n = sin α/sin β = const या किसी शून्य में प्रकाश की गति के अनुपात के रूप में किसी दिए गए पारदर्शी माध्यम में प्रकाश की गति के अनुपात के रूप में: n = c/νλ शून्य से दिए गए पारदर्शी माध्यम में।

अपवर्तनांक को किसी माध्यम के प्रकाशिक घनत्व का माप माना जाता है

इस तरह से निर्धारित अपवर्तनांक को सापेक्ष अपवर्तनांक के विपरीत निरपेक्ष अपवर्तनांक कहा जाता है।

ई। दिखाता है कि प्रकाश के प्रसार की गति कितनी बार धीमी हो जाती है जब इसका अपवर्तक सूचकांक गुजरता है, जो कि बीम के एक माध्यम से गुजरने पर अपवर्तन कोण की ज्या और अपवर्तन कोण की ज्या के अनुपात से निर्धारित होता है। दूसरे घनत्व के माध्यम से घनत्व। सापेक्ष अपवर्तनांक निरपेक्ष अपवर्तनांक के अनुपात के बराबर है: n = n2/n1, जहां n1 और n2 पहले और दूसरे मीडिया के पूर्ण अपवर्तनांक हैं।

सभी निकायों का पूर्ण अपवर्तनांक - ठोस, तरल और गैसीय - एक से अधिक है और 1 से 2 तक है, केवल दुर्लभ मामलों में 2 के मान से अधिक है।

अपवर्तनांक माध्यम के गुणों और प्रकाश की तरंग दैर्ध्य दोनों पर निर्भर करता है और घटती तरंग दैर्ध्य के साथ बढ़ता है।

इसलिए, एक सूचकांक को अक्षर p को सौंपा गया है, जो दर्शाता है कि संकेतक किस तरंग दैर्ध्य को संदर्भित करता है।

अपवर्तक सूचकांक

उदाहरण के लिए, TF-1 ग्लास के लिए, स्पेक्ट्रम के लाल भाग में अपवर्तनांक nC=1.64210 है, और बैंगनी भाग में nG'=1.67298 है।

कुछ पारदर्शी निकायों के अपवर्तक सूचकांक

वायु - 1.000292

पानी - 1,334

ईथर - 1,358

एथिल अल्कोहल - 1.363

ग्लिसरीन - 1, 473

ऑर्गेनिक ग्लास (प्लेक्सीग्लास) - 1, 49

बेंजीन - 1.503

(क्राउन ग्लास - 1.5163

फ़िर (कनाडाई), बाल्सम 1.54

हैवी क्राउन ग्लास - 1, 61 26

चकमक पत्थर - 1.6164

कार्बन डाइसल्फ़ाइड - 1.629

कांच का भारी चकमक पत्थर - 1, 64 75

मोनोब्रोमोनाफ्थेलीन - 1.66

कांच सबसे भारी चकमक पत्थर है - 1.92

हीरा - 2.42

स्पेक्ट्रम के विभिन्न भागों के लिए अपवर्तनांक में अंतर क्रोमैटिज्म का कारण है, अर्थात।

श्वेत प्रकाश का अपवर्तन जब यह अपवर्तक भागों - लेंस, प्रिज्म आदि से होकर गुजरता है।

लैब #41

एक रेफ्रेक्टोमीटर का उपयोग करके तरल पदार्थों के अपवर्तनांक का निर्धारण

कार्य का उद्देश्य: एक रेफ्रेक्टोमीटर का उपयोग करके कुल आंतरिक परावर्तन की विधि द्वारा तरल पदार्थों के अपवर्तनांक का निर्धारण आईआरएफ-454बी; इसकी सांद्रता पर विलयन के अपवर्तनांक की निर्भरता का अध्ययन।

स्थापना विवरण

जब गैर-मोनोक्रोमैटिक प्रकाश अपवर्तित होता है, तो यह घटक रंगों में एक स्पेक्ट्रम में विघटित हो जाता है।

यह घटना प्रकाश की आवृत्ति (तरंग दैर्ध्य) पर किसी पदार्थ के अपवर्तनांक की निर्भरता के कारण होती है और इसे प्रकाश फैलाव कहा जाता है।

यह एक तरंग दैर्ध्य पर अपवर्तक सूचकांक द्वारा एक माध्यम की अपवर्तक शक्ति को चिह्नित करने के लिए प्रथागत है λ \u003d 589.3 एनएम (सोडियम वाष्प स्पेक्ट्रम में दो करीबी पीली रेखाओं की तरंग दैर्ध्य का औसत)।

60. परमाणु अवशोषण विश्लेषण में घोल में पदार्थों की सांद्रता निर्धारित करने के लिए किन विधियों का उपयोग किया जाता है?

यह अपवर्तनांक निरूपित किया जाता है एनडी.

विचरण का माप माध्य विचरण है, जिसे अंतर के रूप में परिभाषित किया गया है ( एनएफ-एनसी), कहाँ पे एनएफतरंग दैर्ध्य पर किसी पदार्थ का अपवर्तनांक है λ = 486.1 एनएम (हाइड्रोजन स्पेक्ट्रम में नीली रेखा), एनसीकिसी पदार्थ का अपवर्तनांक है λ - 656.3 एनएम (हाइड्रोजन के स्पेक्ट्रम में लाल रेखा)।

किसी पदार्थ का अपवर्तन सापेक्ष फैलाव के मूल्य की विशेषता है:
हैंडबुक आमतौर पर सापेक्ष फैलाव का व्युत्क्रम देते हैं, अर्थात।

इ।
,कहाँ पे फैलाव गुणांक है, या अब्बे संख्या।

द्रवों के अपवर्तनांक को निर्धारित करने के लिए एक उपकरण में एक रेफ्रेक्टोमीटर होता है आईआरएफ-454बीसंकेतक की माप सीमा के साथ; अपवर्तन एनडी 1.2 से 1.7 की सीमा में; परीक्षण तरल, प्रिज्म की सतहों को पोंछने के लिए पोंछे।

refractometer आईआरएफ-454बीतरल पदार्थ के अपवर्तनांक को सीधे मापने के साथ-साथ प्रयोगशाला में तरल पदार्थों के औसत फैलाव को निर्धारित करने के लिए डिज़ाइन किया गया एक परीक्षण उपकरण है।

डिवाइस के संचालन का सिद्धांत आईआरएफ-454बीप्रकाश के पूर्ण आंतरिक परावर्तन की घटना पर आधारित है।

डिवाइस का योजनाबद्ध आरेख अंजीर में दिखाया गया है। एक।

जांचे गए द्रव को प्रिज्म 1 और 2 के दो फलकों के बीच रखा गया है। प्रिज्म 2 को अच्छी तरह से पॉलिश किए गए चेहरे के साथ रखा गया है अबमाप रहा है, और प्रिज्म 1 का चेहरा मैट है ए1 वी1 - प्रकाश। प्रकाश स्रोत से किरणें किनारे पर पड़ती हैं ए1 साथ1 , अपवर्तित, एक मैट सतह पर गिरना ए1 वी1 और इस सतह से बिखरा हुआ है।

फिर वे जांचे गए तरल की परत से गुजरते हैं और सतह पर गिरते हैं। अबप्रिज्म 2.

अपवर्तन के नियम के अनुसार
, कहाँ पे
तथा द्रव और प्रिज्म में क्रमशः किरणों के अपवर्तन कोण होते हैं।

जैसे-जैसे आपतन कोण बढ़ता है
अपवर्तन कोण भी बढ़ता है और अपने अधिकतम मूल्य तक पहुँचता है
, कब
, टी।

ई. जब एक तरल में एक बीम सतह पर स्लाइड करता है अब. इसलिये,
. इस प्रकार, प्रिज्म 2 से निकलने वाली किरणें एक निश्चित कोण तक सीमित होती हैं
.

द्रव से प्रिज्म 2 में बड़े कोणों पर आने वाली किरणें अंतरापृष्ठ पर पूर्ण आंतरिक परावर्तन से गुजरती हैं अबऔर प्रिज्म से न गुजरें।

विचाराधीन उपकरण का उपयोग तरल पदार्थ, अपवर्तनांक का अध्ययन करने के लिए किया जाता है जो अपवर्तनांक से कम है प्रिज्म 2, इसलिए, तरल और कांच की सीमा पर अपवर्तित सभी दिशाओं की किरणें प्रिज्म में प्रवेश करेंगी।

जाहिर है, गैर-संचरित किरणों के अनुरूप प्रिज्म का हिस्सा काला हो जाएगा। प्रिज्म से निकलने वाली किरणों के मार्ग पर स्थित टेलीस्कोप 4 में, व्यक्ति दृश्य क्षेत्र के विभाजन को प्रकाश और अंधेरे भागों में देख सकता है।

प्रिज्म की प्रणाली को 1-2 घुमाकर, प्रकाश और अंधेरे क्षेत्रों के बीच की सीमा को दूरबीन के ऐपिस के धागों के क्रॉस के साथ जोड़ दिया जाता है। प्रिज्म 1-2 की प्रणाली एक पैमाने से जुड़ी होती है जो अपवर्तक सूचकांक मूल्यों में अंशांकित होती है।

पैमाना पाइप के देखने के क्षेत्र के निचले हिस्से में स्थित है और, जब देखने के क्षेत्र के खंड को धागे के क्रॉस के साथ जोड़ा जाता है, तो तरल के अपवर्तक सूचकांक का संबंधित मान देता है .

फैलाव के कारण, सफेद रोशनी में देखने के क्षेत्र का इंटरफ़ेस रंगीन हो जाएगा। रंग को खत्म करने के लिए, साथ ही परीक्षण पदार्थ के औसत फैलाव को निर्धारित करने के लिए, कम्पेसाटर 3 का उपयोग किया जाता है, जिसमें सरेस से जोड़ा हुआ प्रत्यक्ष दृष्टि प्रिज्म (एमिसी प्रिज्म) की दो प्रणालियाँ होती हैं।

एक सटीक रोटरी मैकेनिकल डिवाइस का उपयोग करके प्रिज्म को अलग-अलग दिशाओं में एक साथ घुमाया जा सकता है, जिससे कम्पेसाटर का आंतरिक फैलाव बदल जाता है और ऑप्टिकल सिस्टम के माध्यम से देखे गए क्षेत्र के रंग को समाप्त कर देता है। स्केल वाला एक ड्रम कम्पेसाटर से जुड़ा होता है। , जो फैलाव पैरामीटर निर्धारित करता है, जो औसत फैलाव पदार्थों की गणना करने की अनुमति देता है।

कार्य आदेश

डिवाइस को इस तरह से समायोजित करें कि स्रोत (तापदीप्त लैंप) से प्रकाश रोशनी वाले प्रिज्म में प्रवेश करे और देखने के क्षेत्र को समान रूप से प्रकाशित करे।

2. मापने वाला प्रिज्म खोलें।

पानी की कुछ बूंदों को कांच की छड़ से इसकी सतह पर लगाएं और प्रिज्म को ध्यान से बंद करें। प्रिज्म के बीच की खाई को समान रूप से पानी की एक पतली परत से भरना चाहिए (इस पर विशेष ध्यान दें)।

स्केल के साथ डिवाइस के स्क्रू का उपयोग करके, देखने के क्षेत्र के रंग को समाप्त करें और प्रकाश और छाया के बीच एक तेज सीमा प्राप्त करें। डिवाइस के ऐपिस के रेफरेंस क्रॉस के साथ, इसे दूसरे स्क्रू की मदद से संरेखित करें। ऐपिस के पैमाने पर पानी का अपवर्तनांक निकटतम हजारवें हिस्से तक निर्धारित करें।

पानी के संदर्भ डेटा के साथ प्राप्त परिणामों की तुलना करें। यदि मापा और सारणीबद्ध अपवर्तक सूचकांक के बीच का अंतर ± 0.001 से अधिक नहीं है, तो माप सही ढंग से किया गया था।

अभ्यास 1

1. टेबल सॉल्ट का घोल तैयार करें ( सोडियम क्लोराइड) घुलनशीलता सीमा के करीब एकाग्रता के साथ (उदाहरण के लिए, सी = 200 ग्राम/लीटर)।

परिणामी विलयन के अपवर्तनांक को मापें।

3. समाधान को कई बार पूर्णांक संख्या से पतला करके, संकेतक की निर्भरता प्राप्त करें; विलयन की सान्द्रता से अपवर्तन और सारणी में भरें। एक।

तालिका नंबर एक

व्यायाम।अधिकतम (प्रारंभिक) के 3/4 के बराबर घोल की सांद्रता को केवल कमजोर करके कैसे प्राप्त करें?

प्लॉट निर्भरता ग्राफ एन = एन (सी). प्रायोगिक डेटा की आगे की प्रक्रिया शिक्षक के निर्देशानुसार की जानी चाहिए।

प्रयोगात्मक डेटा का प्रसंस्करण

ए) ग्राफिक विधि

ग्राफ से ढलान निर्धारित करें वी, जो प्रयोग की शर्तों के तहत विलेय और विलायक की विशेषता होगी।

2. ग्राफ का प्रयोग करके विलयन की सांद्रता ज्ञात कीजिए सोडियम क्लोराइडप्रयोगशाला सहायक द्वारा दिया गया।

बी) विश्लेषणात्मक विधि

कम से कम वर्गों द्वारा गणना करें ए, वीतथा एसबी.

पाए गए मूल्यों के अनुसार एतथा वीमाध्य निर्धारित करें
समाधान एकाग्रता सोडियम क्लोराइडप्रयोगशाला सहायक द्वारा दिया गया

नियंत्रण प्रश्न

प्रकाश का फैलाव। सामान्य और असामान्य फैलाव में क्या अंतर है?

2. पूर्ण आंतरिक परावर्तन की परिघटना क्या है?

3. इस सेटअप का उपयोग करके किसी प्रिज्म के अपवर्तनांक से अधिक तरल के अपवर्तनांक को मापना असंभव क्यों है?

4. प्रिज्म का चेहरा क्यों? ए1 वी1 मैट बनाओ?

गिरावट, सूचकांक

मनोवैज्ञानिक विश्वकोश

मानसिक गिरावट की डिग्री का आकलन करने का एक तरीका! वेक्सलर-बेलेव्यू परीक्षण द्वारा मापा गया कार्य। सूचकांक इस अवलोकन पर आधारित है कि परीक्षण द्वारा मापी गई कुछ क्षमताओं के विकास का स्तर उम्र के साथ घटता जाता है, जबकि अन्य नहीं।

अनुक्रमणिका

मनोवैज्ञानिक विश्वकोश

- एक सूचकांक, नामों का एक रजिस्टर, शीर्षक, आदि। मनोविज्ञान में - परिमाणीकरण, घटना को चिह्नित करने के लिए एक डिजिटल संकेतक।

किसी पदार्थ का अपवर्तनांक किस पर निर्भर करता है?

अनुक्रमणिका

मनोवैज्ञानिक विश्वकोश

1. सबसे सामान्य अर्थ: कुछ भी चिह्नित करने, पहचानने या निर्देशित करने के लिए उपयोग किया जाता है; संकेत, शिलालेख, संकेत या प्रतीक। 2. एक सूत्र या संख्या, जिसे अक्सर एक कारक के रूप में व्यक्त किया जाता है, मूल्यों या मापों के बीच, या के बीच कुछ संबंध दिखाता है ...

सामाजिकता, सूचकांक

मनोवैज्ञानिक विश्वकोश

एक विशेषता जो किसी व्यक्ति की सामाजिकता को व्यक्त करती है। एक समाजोग्राम, उदाहरण के लिए, अन्य मापों के साथ, एक समूह के विभिन्न सदस्यों की सामाजिकता का आकलन देता है।

चयन, अनुक्रमणिका

मनोवैज्ञानिक विश्वकोश

व्यक्तियों को एक दूसरे से अलग करने में किसी विशेष परीक्षण या परीक्षण वस्तु की शक्ति का मूल्यांकन करने का एक सूत्र।

विश्वसनीयता, सूचकांक

मनोवैज्ञानिक विश्वकोश

एक आँकड़ा जो परीक्षण से प्राप्त वास्तविक मूल्यों और सैद्धांतिक रूप से सही मूल्यों के बीच संबंध का अनुमान प्रदान करता है।

यह सूचकांक r के मान के रूप में दिया जाता है, जहाँ r परिकलित सुरक्षा कारक है।

पूर्वानुमान क्षमता, सूचकांक

मनोवैज्ञानिक विश्वकोश

एक चर के बारे में ज्ञान का उपयोग दूसरे चर के बारे में भविष्यवाणी करने के लिए किस हद तक किया जा सकता है, इसका एक उपाय, यह देखते हुए कि उन चरों का सहसंबंध ज्ञात है। आमतौर पर प्रतीकात्मक रूप में इसे ई के रूप में व्यक्त किया जाता है, सूचकांक को 1 के रूप में दर्शाया जाता है - ((...

शब्द, सूचकांक

मनोवैज्ञानिक विश्वकोश

लिखित और/या बोली जाने वाली भाषा में शब्दों के घटित होने की किसी व्यवस्थित आवृत्ति के लिए एक सामान्य शब्द।

अक्सर ऐसे सूचकांक विशिष्ट भाषाई क्षेत्रों तक सीमित होते हैं, जैसे प्रथम श्रेणी की पाठ्यपुस्तकें, माता-पिता-बच्चे की बातचीत। हालांकि, अनुमान ज्ञात हैं ...

शारीरिक संरचनाएं, सूचकांक

मनोवैज्ञानिक विश्वकोश

ऊंचाई और छाती की परिधि के अनुपात के आधार पर ईसेनक द्वारा प्रस्तावित एक शरीर माप।

"सामान्य" श्रेणी के लोगों को मेसोमोर्फ कहा जाता था, जो मानक विचलन के भीतर या माध्य से ऊपर होते थे उन्हें लेप्टोमोर्फ कहा जाता था, और जो मानक विचलन के भीतर या ...

व्याख्यान के लिए 24

"विश्लेषण के वाद्य तरीके"

रेफ्रेक्टोमेट्री।

साहित्य:

1. वी.डी. पोनोमारेव "एनालिटिकल केमिस्ट्री" 1983 246-251

2. ए.ए. इशचेंको "एनालिटिकल केमिस्ट्री" 2004 पीपी 181-184

रेफ्रेक्टोमेट्री।

रेफ्रेक्टोमेट्री विश्लेषण के सबसे सरल भौतिक तरीकों में से एक है, जिसमें न्यूनतम मात्रा में विश्लेषण की आवश्यकता होती है और इसे बहुत कम समय में किया जाता है।

रेफ्रेक्टोमेट्री- अपवर्तन या अपवर्तन की घटना पर आधारित एक विधि अर्थात।

एक माध्यम से दूसरे माध्यम में जाने पर प्रकाश के संचरण की दिशा में परिवर्तन।

अपवर्तन, साथ ही प्रकाश का अवशोषण, माध्यम के साथ इसकी बातचीत का परिणाम है।

रेफ्रेक्टोमेट्री शब्द का अर्थ है आयाम प्रकाश का अपवर्तन, जिसका अनुमान अपवर्तनांक के मान से लगाया जाता है।

अपवर्तक सूचकांक मूल्य एननिर्भर करता है

1) पदार्थों और प्रणालियों की संरचना पर,

2) से किस एकाग्रता में और रास्ते में प्रकाश किरण किन अणुओं से मिलती है, क्योंकि

प्रकाश की क्रिया के तहत, विभिन्न पदार्थों के अणु अलग-अलग तरीकों से ध्रुवीकृत होते हैं। यह इस निर्भरता पर है कि रेफ्रेक्टोमेट्रिक विधि आधारित है।

इस पद्धति के कई फायदे हैं, जिसके परिणामस्वरूप इसे रासायनिक अनुसंधान और तकनीकी प्रक्रियाओं के नियंत्रण दोनों में व्यापक अनुप्रयोग मिला है।

1) अपवर्तक सूचकांकों का मापन एक बहुत ही सरल प्रक्रिया है जिसे सटीक रूप से और कम से कम समय और पदार्थ की मात्रा के निवेश के साथ किया जाता है।

2) आमतौर पर, रेफ्रेक्टोमीटर प्रकाश के अपवर्तक सूचकांक और विश्लेषण की सामग्री को निर्धारित करने में 10% तक सटीकता प्रदान करते हैं

समाधान के अध्ययन में कार्बनिक और अकार्बनिक यौगिकों की संरचना का निर्धारण करने के लिए, अलग-अलग पदार्थों की पहचान करने के लिए, प्रामाणिकता और शुद्धता को नियंत्रित करने के लिए रेफ्रेक्टोमेट्री विधि का उपयोग किया जाता है।

रेफ्रेक्टोमेट्री का उपयोग दो-घटक समाधानों की संरचना और टर्नरी सिस्टम के लिए निर्धारित करने के लिए किया जाता है।

विधि का भौतिक आधार

अपवर्तक संकेतक।

एक माध्यम से दूसरे माध्यम में जाने पर प्रकाश पुंज का अपनी मूल दिशा से विचलन जितना अधिक होता है, प्रकाश के संचरण की गति में उतना ही अधिक अंतर होता है।

इन वातावरण।

किन्हीं दो पारदर्शी मीडिया I और II की सीमा पर एक प्रकाश पुंज के अपवर्तन पर विचार करें (देखिए चित्र।

चावल।)। आइए हम सहमत हों कि माध्यम II में अधिक अपवर्तक शक्ति होती है और इसलिए, एन 1तथा एन 2- संबंधित मीडिया के अपवर्तन को दर्शाता है। यदि माध्यम I न तो निर्वात है और न ही वायु, तो प्रकाश पुंज के आपतन कोण का पाप और अपवर्तन कोण के पाप का अनुपात आपेक्षिक अपवर्तनांक n rel का मान देगा। एन रिले का मान।

कांच का अपवर्तनांक कितना होता है? और कब जानना जरूरी है?

विचाराधीन मीडिया के अपवर्तनांक के अनुपात के रूप में भी परिभाषित किया जा सकता है।

एनआरईएल = —— = —

अपवर्तनांक का मान निर्भर करता है

1) पदार्थों की प्रकृति

इस मामले में किसी पदार्थ की प्रकृति प्रकाश की क्रिया के तहत उसके अणुओं की विकृति की डिग्री से निर्धारित होती है - ध्रुवीकरण की डिग्री।

ध्रुवीकरण जितना तीव्र होगा, प्रकाश का अपवर्तन उतना ही मजबूत होगा।

2)घटना प्रकाश तरंग दैर्ध्य

अपवर्तनांक का माप 589.3 एनएम (सोडियम स्पेक्ट्रम की रेखा डी) के प्रकाश तरंग दैर्ध्य पर किया जाता है।

प्रकाश की तरंग दैर्ध्य पर अपवर्तनांक की निर्भरता को फैलाव कहा जाता है।

तरंगदैर्घ्य जितना छोटा होगा, अपवर्तन उतना ही अधिक होगा. इसलिए, विभिन्न तरंग दैर्ध्य की किरणें अलग तरह से अपवर्तित होती हैं।

3)तापमान जिस पर माप लिया जाता है। अपवर्तक सूचकांक निर्धारित करने के लिए एक शर्त तापमान शासन का अनुपालन है। आमतौर पर, निर्धारण 20 ± 0.30 सी पर किया जाता है ।

जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, अपवर्तनांक घटता जाता है, और जैसे-जैसे तापमान घटता है, यह बढ़ता जाता है।.

तापमान सुधार की गणना निम्न सूत्र का उपयोग करके की जाती है:

nt=n20+ (20-टी) 0.0002, जहां

एनटी-अलविदा किसी दिए गए तापमान पर अपवर्तनांक,

n20 - अपवर्तनांक 200С . पर

गैसों और तरल पदार्थों के अपवर्तक सूचकांकों के मूल्यों पर तापमान का प्रभाव उनके वॉल्यूमेट्रिक विस्तार के गुणांक के मूल्यों से संबंधित है।

गर्म करने पर सभी गैसों और तरल पदार्थों का आयतन बढ़ जाता है, घनत्व कम हो जाता है और परिणामस्वरूप, संकेतक कम हो जाता है

200C पर मापा गया अपवर्तनांक और 589.3 nm के प्रकाश तरंग दैर्ध्य को सूचकांक द्वारा दर्शाया गया है एनडी20

अपने राज्य पर एक सजातीय दो-घटक प्रणाली के अपवर्तक सूचकांक की निर्भरता प्रयोगात्मक रूप से कई मानक प्रणालियों (उदाहरण के लिए, समाधान) के लिए अपवर्तक सूचकांक का निर्धारण करके स्थापित की जाती है, जिसमें घटकों की सामग्री ज्ञात होती है।

4) किसी विलयन में किसी पदार्थ की सांद्रता।

पदार्थों के कई जलीय घोलों के लिए, विभिन्न सांद्रता और तापमान पर अपवर्तक सूचकांकों को मज़बूती से मापा गया है, और इन मामलों में संदर्भ डेटा का उपयोग किया जा सकता है। रेफ्रेक्टोमेट्रिक टेबल.

अभ्यास से पता चलता है कि जब भंग पदार्थ की सामग्री ग्राफिकल विधि के साथ 10-20% से अधिक नहीं होती है, तो बहुत से मामलों में इसका उपयोग करना संभव होता है रैखिक समीकरण जैसे:

एन = नहीं + एफसी,

एन-विलयन का अपवर्तनांक,

नहींशुद्ध विलायक का अपवर्तनांक है,

सी- भंग पदार्थ की एकाग्रता,%

एफ-अनुभवजन्य गुणांक, जिसका मूल्य पाया जाता है

ज्ञात सांद्रता के विलयनों के अपवर्तनांक का निर्धारण करके।

रेफ्रेक्टोमीटर।

रेफ्रेक्टोमीटर वे उपकरण हैं जिनका उपयोग अपवर्तनांक को मापने के लिए किया जाता है।

इन उपकरणों के 2 प्रकार हैं: एबे टाइप रेफ्रेक्टोमीटर और पुल्फ्रिच प्रकार। उनमें और अन्य दोनों में, माप अपवर्तन के सीमित कोण के परिमाण को निर्धारित करने पर आधारित होते हैं। व्यवहार में, विभिन्न प्रणालियों के रेफ्रेक्टोमीटर का उपयोग किया जाता है: प्रयोगशाला-आरएल, सार्वभौमिक आरएलयू, आदि।

आसुत जल का अपवर्तनांक n0 = 1.33299, व्यवहार में, इस सूचक को n0 के रूप में संदर्भ के रूप में लिया जाता है =1,333.

रेफ्रेक्टोमीटर पर संचालन का सिद्धांत सीमित कोण विधि (प्रकाश के कुल प्रतिबिंब के कोण) द्वारा अपवर्तक सूचकांक के निर्धारण पर आधारित है।

हाथ रेफ्रेक्टोमीटर

रेफ्रेक्टोमीटर अब्बे