Як розраховується показник заломлення
Показником (коефіцієнтом) заломлення називають якесь абстрактне число, яке характеризує здатність заломлення якої-небудь прозорого середовища. Позначати її прийнято латинською літерою n. Розрізняють абсолютний показник заломлення і коефіцієнт відносний.
Перший розраховується за однією з двох формул:
n = sin alpha- / sin beta- = const (де sin alpha- - синус кута падіння, а sin beta- - синус кута заломлення променя світла, що входить у розглянуту середу з порожнечі)
або
n = c / upsilon-lambda- (Де с - швидкість світла в порожнечі, upsilon-lambda- - швидкість світла в досліджуваному середовищі).
Тут розрахунок показує, у скільки разів світло змінює швидкість свого поширення в момент переходу з вакууму в прозоре середовище. Таким чином визначається показник заломлення (абсолютний). Для того щоб дізнатися відносний, використовують формулу:
n = n2 / N1.
Тобто при цьому розглядаються абсолютні показники заломлення речовин різної щільності, наприклад повітря і скла.
Якщо говорити загалом, то абсолютні коефіцієнти будь-яких тіл, будь то газоподібних, рідких або твердих, завжди більше 1. В основному їх значення коливаються від 1 до 2. Вище 2 ця величина може бути тільки у виняткових випадках. Значення даного параметра для деяких середовищ:
- показник заломлення скла (крон) - 1,5163;
- повітря - 1,000292;
- гліцерину - 1,473;
- ефіру - 1,358;
- спирту етилового - 1,363;
- сірковуглецю - 1,629;
- органічного скла - 1,49.
Ця величина в застосуванні до самого твердому природному речовині на планеті, алмазу, становить 2,42. Дуже часто при проведенні наукових досліджень і т. Д. Потрібно знати показник заломлення води. Цей параметр становить 1,334.
Оскільки довжина хвилі - показник, зрозуміло, непостійний, до букви n приписується індекс. Його значення і допомагає зрозуміти, до якої хвилі спектру даний коефіцієнт відноситься. При розгляді однієї і тієї ж речовини, але зі збільшенням довжини світлової хвилі, показник заломлення буде зменшуватися. Цією обставиною і викликано розкладання світла на спектр при проходженні через лінзу, призму і т. Д.
За величиною коефіцієнта заломлення можна визначити, наприклад, скільки однієї речовини розчинено в іншому. Це буває корисним, припустимо, в пивоварінні або коли необхідно дізнатися концентрацію цукру, фруктів або ягід в соку. Даний показник важливий і при визначенні якості нафтопродуктів, і в ювелірній справі, коли потрібно довести справжність каменя і т. Д.
Для визначення коефіцієнта заломлення використовують спеціальний прилад, званий рефрактометром. Для того щоб ним скористатися, перш за все необхідно очистити його м'якою ганчіркою, а потім нанести 2-3 краплі досліджуваної речовини на вхідну в конструкцію призму. Далі закривається спеціальна пластинка для денного світла.
Без використання якої-небудь речовини шкала, видима в окулярі приладу, буде повністю пофарбована в блакитний колір. Якщо капнути на призму звичайної дистильованої води, при правильному калібруванні інструменту межа синього та білого кольорів буде проходити строго по нульовій позначці. При дослідженні іншої речовини вона зміститься по шкалі згідно з тим, який показник заломлення йому властивий.