Контрольные вопросы

1. Изобразите оптическую схему микроинтерферометра.

2. Как образуется система параллельных интерференционных полос, и почему полосы искажаются микрошероховатостями поверхности?

3. Почему в процессе работ категорически запрещается поворачивать зеркало S₁ (вращать винт 24)? Как сказался бы поворот винта на интерференционной картине?

4. При какой примерно глубине неровностей h интерференционная картина будет нарушаться, и соседние полосы будут накладываться одна на другую?

5. Как следует из ваших наблюдений и измерений в данной работе, даже на отполированной до зеркального блеска металлической пластинке имеются неровности, глубина которых сравнима с длиной световой волны. Видимо, такие неровности не приводят к потере блеска, поверхность является зеркальной. А при какой глубине неровностей поверхность перестанет быть зеркальной?

Работа №10 определение концентрации слабых растворов интерференционным методом

Цель работы:	определить концентрацию раствора NaCl в воде.
Приборы и принадлежности:	а) интерферометр ИТР-2, б) кювета, в) дистиллированная вода и исследуемый раствор.

Введение

Метод определения концентраций слабых растворов основан на линейной зависимости, связывающей концентрацию раствора (С) и разность между показателями преломления раствора (n) и чистой жидкости – растворителя (n_эт):

C = K (n — n_эт) (1).

Коэффициент К для данного раствора является постоянным, а в общем случае зависит от плотности растворенного вещества, его молекулярной массы и показателя преломления, а также от показателя преломления растворителя. Более подробно о зависимости показателя преломления раствора от его концентрации см. Приложение к работе.

Разность показателей преломления может быть точно измерена приборами, называемы­ми интерференционными рефрактометрами. В интерференционных рефрактометрах параллельный пучок света разделяется на два когерентных пучка. Один из них проходит через кювету с эталонной жидкостью (или газом), другой – через исследуемую жидкость (или газ). Затем световые пучки собираются линзой и интерферируют, образуя на экране систему полос (см. Приложение к работе №1). Светлые полосы соответствуют оптической разности хода лучей , тёмные , где m – целое число равное 0, 1, 2, 3,….

Смещение интерференционной картины на одну полосу означает изменение оптической разности хода на , а смещение на N полос – соответственно на N . Оптическая разность хода связана с различием показателей преломления эталонного (n_эт) и исследуемо­го (n) вещества и длины кюветы ( ):

(2).

Значит при n  n_эт:

,

откуда разность показателей преломления:

(3).

По известной длине волны  используемого света, длине кюветы , определив число N смещенных интерференционных полос, из формулы (3) легко вычислить n – n_эт, а при известном n_эт, показатель преломления n исследуемой жидкости или газа.

Интерференционные рефрактометры, в зависимости от их конструкции дают возможность определять показатели преломления с точностью до 6-8–го десятичного знака. Но они не позволяют определять большие разности показателей преломления, так как сме­щение полос при этом настолько велико, что сосчитать число смещенных полос практи­чески невозможно. Поэтому они применяются для определения показателей преломления газов, а также малых изменений показателей преломления жидкостей или растворов.