Методика проведения эксперимента

При использовании в рефрактометре явления полного внутреннего отражения образец исследуемой жидкости приводится в оптический контакт с измерительной призмой АВС из материала с высоким и заранее известным показателем преломления n (рис.7). Свет может направляться как со стороны осветительной призмы АВС через образец (работа в проходящем свете), так и со стороны измерительной призмы (работа в отраженном свете).

Рис.7

1. Работа в проходящем свете

П ри работе в проходящем свете лучи от источника света с помощью зеркала направляются на грань АС осветительной призмы и после преломления попадают на матовую поверхность – грань АВ. Матовая поверхность рассеивает свет, поэтому в исследуемую жидкость входят лучи всевозможных направлений. Затем эти лучи падают на грань АВ измерительной призмы. Поскольку показатель преломления n_x исследуемой жидкости меньше показателя преломления n стекла призмы, все лучи войдут в измерительную призму. По закону преломления:

г де  и  - углы падения и преломления соответственно.

Е сли увеличивать угол  , то угол  тоже будет увеличиваться, достигая предельного значения _пр при _пр = /2, т.е. когда падающий луч скользит по поверхности. На рис.7 луч 2 скользит по границе, луч 2 - является предельным углом преломления. Если измерить предельный угол _пр, то можно определить показатель преломления исследуемой жидкости по формуле:

В зрительной трубе, поставленной на пути лучей, выходящих из измерительной призмы (положение І на рис.7), одна половина поля зрения будет освещена, а другая останется темной. При этом положение границы света и тени определяется лучом, соответствующим предельному углу преломления.

Примечание. В действительности формула для определения показателя преломления несколько сложнее, так как выходящие из измерительной призмы лучи дополнительно немного преломляются на грани ВС.

2. Работа в отраженном свете

При работе в отраженном свете лучи от источника света через специальное окошко направляются на матовую грань АС измерительной призмы. На этой грани лучи рассеиваются, попадают на грань АВ под всевозможными углами и преломляются. Предельному углу преломления /2 соответствуют два луча: один скользит по грани АВ, другой отражается назад в призму. На рис.7 выделены падающий луч 4 (соответствующий предельному углу преломления) и отраженный луч 4. Если углы падения еще увеличивать (луч 3 на рис.7), то произойдет полное внутреннее отражение и все лучи в интервале от предельного угла падения до /2 отразятся внутрь измерительной призмы. Положение границы светотени в зрительной трубе (положение ІІ на рис.7) такое же, как и при работе в проходящем свете. Отличие заключается в перемене мест светлого и темного полей.

Вопросы для допуска к работе

1. Назвать основные части рефрактометра ИРФ-22 и указать их назначение.

2. Какие величины измеряют в данной работе?

3. Как подготовить прибор к работе и как провести измерения?