97.Явление рефракции.Законы отражения и преломления.Молекулярн рефракция в-ва.Удельная рефракуия в-ва.

При взаимодействии световых лучей с веществом луч может испытывать отражение и преломление. Отражение от гладких полированных поверхностей называется правильным или зеркальным. При этом необходимо учитывать, что отражение происходит не от геометрической поверхности раздела сред, а от незначительного по глубине слоя атомов или молекул, прилегающих к этой поверхности, при этом ход лучей определяется двумя основными законами отражения:

1. Луч падающий, луч отраженный и перпендикуляр, восставленный к границе раздела сред в точке падения, лежат в одной плоскости.

2. Угол падения лучей (i) равен углу отражения (t).

Изменение направления лучей при переходе из одной прозрачной среды в другую называется преломлением, или рефракцией, света. Ход лучей при этом обусловливается двумя основными законами:

1. Луч падающий, луч преломленный и перпендикуляр, восставленный к границе раздела сред в точке падения, лежат в одной плоскости.

2. Отношение синуса угла падения лучей (sin i) к синусу угла преломления (sin r) для данных двух сред есть величина постоянная, называемая показателем преломления n_2-1 второй среды относительно первой:

Изменение направления лучей при переходе из одной среды в другую связано с изменением скорости распространения света.

Угол падения,при котором преломленный луч стремится принять значения 90°,называется критическим углом падения.Когда угол падения становится больше,чем критический,приломленный луч исчезает.Т.о,свет не проходит во вторую среду-все лучи отражаются.Такое отражение назыв полным внутренним отражением.

В самом общем виде зависимость некоторой функции – показателя преломления от плотности вещества может быть выражена следующим образом: f(n)=r, где r – коэффициент пропорциональности, называемый удельной рефракцией.

На основании теории о поляризации атомов и молекул веществ (диэлектрика) в электрическом поле можно показать, что f(n) имеет вид

, тогда

м³/кг

Данное уравнение является формульным выражением закона Лоренц-Лоренца.

Можно также доказать, что для данного вещества с молекулярной массой М значение удельной рефракции r прямо пропорционально поляризуемости :

Произведение удельной рефракции на молекулярную массу дает значение молекулярной рефракции R, м³/кмоль:

, или .

Из последнего выражения можно сделать важный вывод: молекулярная рефракция R зависит только от поляризуемости , которая определяется природой вещества, не зависит от температуры, давления, внешних факторов и агрегатного состояния вещества.

Молекулярная рефракция – аддитивная величина атомных рефракций, например:

.

Удельную рефракцию используют при работе с растворами. Для раствора А в растворителе В удельная рефракция равна , где r_A+B, r_A и r_B – удельные рефракции раствора, растворенного вещества А и растворителя В; х – весовая доля вещества А в растворе (определяется концентрацией с раствора, т.е. такого раствора, в котором концентрация с весовых частей вещества приходится на сто весовых частей раствора). Подставив вместо удельных рефракций, значения показателей преломления получим

где n_A, n_B и n_A+B – показатели преломления вещества А , В и раствора; _А, _В и _А+В – соответственно их плотности.