ما هو معامل الانكسار المطلق. قانون انكسار الضوء
تعد العمليات المرتبطة بالضوء عنصرًا مهمًا في الفيزياء وتحيط بنا في كل مكان في حياتنا اليومية. والأهم في هذه الحالة هو قوانين انعكاس وانكسار الضوء، التي تقوم عليها البصريات الحديثة. يعد انكسار الضوء جزءًا مهمًا من العلم الحديث.
تأثير التشويه
ستخبرك هذه المقالة ما هي ظاهرة انكسار الضوء، وكذلك كيف يبدو قانون الانكسار وما يتبعه.
أساسيات الظاهرة الفيزيائية
عندما يسقط شعاع على سطح مفصول بمادتين شفافتين لهما كثافات بصرية مختلفة (على سبيل المثال، نظارات مختلفة أو في الماء)، فإن بعض الأشعة سوف تنعكس، وبعضها سوف يخترق البنية الثانية (على سبيل المثال، سوف تنتشر في الماء أو الزجاج). عند انتقال الشعاع من وسط إلى آخر، يتميز الشعاع بتغير اتجاهه. هذه هي ظاهرة انكسار الضوء.
ويمكن رؤية انعكاس وانكسار الضوء بشكل جيد في الماء.
تأثير تشويه المياه
عند النظر إلى الأشياء في الماء، تبدو مشوهة. هذا ملحوظ بشكل خاص على الحدود بين الهواء والماء. يبدو بصريًا أن الأجسام الموجودة تحت الماء منحرفة قليلاً. إن الظاهرة الفيزيائية الموصوفة هي بالتحديد السبب الذي يجعل كل الأشياء تبدو مشوهة في الماء. عندما تضرب الأشعة الزجاج، يكون هذا التأثير أقل وضوحًا.
إن انكسار الضوء هو ظاهرة فيزيائية تتميز بتغير اتجاه شعاع الشمس لحظة انتقاله من وسط (مبنى) إلى آخر.
لتحسين فهم هذه العملية، فكر في مثال سقوط شعاع من الهواء إلى الماء (وبالمثل بالنسبة للزجاج). ومن خلال رسم عمودي على طول الواجهة، يمكن قياس زاوية الانكسار وعودة شعاع الضوء. سيتغير هذا المؤشر (زاوية الانكسار) عندما يخترق التدفق الماء (داخل الزجاج).
ملحوظة! تُفهم هذه المعلمة على أنها الزاوية التي تشكل عموديًا مرسومًا على فصل مادتين عندما تخترق الحزمة من الهيكل الأول إلى الثاني.
مرور الشعاع
نفس المؤشر نموذجي للبيئات الأخرى. ثبت أن هذا المؤشر يعتمد على كثافة المادة. إذا سقط الشعاع من هيكل أقل كثافة إلى هيكل أكثر كثافة، فإن زاوية التشوه الناتجة ستكون أكبر. وإذا كان العكس، فأقل.
وفي الوقت نفسه، سيؤثر التغيير في منحدر السقوط أيضًا على هذا المؤشر. لكن العلاقة بينهما لا تبقى ثابتة. وفي الوقت نفسه، ستبقى نسبة جيبها ثابتة، والتي يتم عرضها بالصيغة التالية: sinα / sinγ = n، حيث:
- n هي قيمة ثابتة موصوفة لكل مادة محددة (الهواء، الزجاج، الماء، إلخ). لذلك يمكن تحديد ماهية هذه القيمة من خلال جداول خاصة؛
- α هي زاوية الإصابة؛
- γ هي زاوية الانكسار.
ولتحديد هذه الظاهرة الفيزيائية، تم إنشاء قانون الانكسار.
القانون الفيزيائي
يسمح لك قانون انكسار تدفقات الضوء بتحديد خصائص المواد الشفافة. ويتكون القانون نفسه من حكمين:
- الجزء الاول. الشعاع (الحادث، الذي تم تغييره) والعمودي، الذي تم استعادته عند نقطة السقوط عند الحدود، على سبيل المثال، الهواء والماء (الزجاج، وما إلى ذلك)، سيكونان موجودين في نفس المستوى؛
- الجزء الثاني. سيكون مؤشر نسبة جيب زاوية السقوط إلى جيب نفس الزاوية المتكونة عند عبور الحدود قيمة ثابتة.
وصف القانون
في هذه الحالة، في اللحظة التي يخرج فيها الشعاع من الهيكل الثاني إلى الأول (على سبيل المثال، عندما يمر تدفق الضوء من الهواء، عبر الزجاج ويعود إلى الهواء)، سيحدث أيضًا تأثير تشويه.
معلمة مهمة لكائنات مختلفة
المؤشر الرئيسي في هذه الحالة هو نسبة جيب زاوية السقوط إلى معلمة مماثلة، ولكن للتشويه. على النحو التالي من القانون الموصوف أعلاه، فإن هذا المؤشر هو قيمة ثابتة.
في الوقت نفسه، عندما تتغير قيمة منحدر السقوط، سيكون الوضع نفسه نموذجيًا لمؤشر مماثل. هذه المعلمة ذات أهمية كبيرة، لأنها سمة متكاملة للمواد الشفافة.
مؤشرات لكائنات مختلفة
بفضل هذه المعلمة، يمكنك التمييز بشكل فعال بين أنواع الزجاج، فضلا عن مجموعة متنوعة من الأحجار الكريمة. ومن المهم أيضًا تحديد سرعة الضوء في الوسائط المختلفة.
ملحوظة! أعلى سرعة لتدفق الضوء تكون في الفراغ.
عند الانتقال من مادة إلى أخرى تقل سرعتها. على سبيل المثال، الماس، الذي يتمتع بأعلى معامل انكسار، سيكون له سرعة انتشار فوتون أسرع بـ 2.42 مرة من الهواء. وفي الماء، سوف تنتشر بشكل أبطأ بمقدار 1.33 مرة. بالنسبة لأنواع مختلفة من الزجاج، تتراوح هذه المعلمة من 1.4 إلى 2.2.
ملحوظة! تحتوي بعض النظارات على معامل انكسار يبلغ 2.2، وهو قريب جدًا من الماس (2.4). لذلك، ليس من الممكن دائمًا التمييز بين قطعة الزجاج والماس الحقيقي.
الكثافة البصرية للمواد
يمكن للضوء أن يخترق المواد المختلفة التي تتميز بكثافة بصرية مختلفة. كما قلنا سابقًا، باستخدام هذا القانون، يمكنك تحديد خاصية كثافة الوسط (الهيكل). كلما كانت أكثر كثافة، كلما كانت سرعة الضوء أبطأ في انتشارها. على سبيل المثال، سيكون الزجاج أو الماء أكثر كثافة بصريًا من الهواء.
وبالإضافة إلى أن هذه المعلمة قيمة ثابتة، فإنها تعكس أيضًا نسبة سرعة الضوء في مادتين. يمكن عرض المعنى المادي بالصيغة التالية:
يبين هذا المؤشر كيف تتغير سرعة انتشار الفوتونات عند الانتقال من مادة إلى أخرى.
مؤشر مهم آخر
عند تحريك تدفق الضوء عبر الأجسام الشفافة، يكون استقطابه ممكنًا. يتم ملاحظته أثناء مرور تدفق الضوء من الوسائط المتناحية العازلة. يحدث الاستقطاب عندما تمر الفوتونات عبر الزجاج.
تأثير الاستقطاب
يُلاحظ الاستقطاب الجزئي عندما تختلف زاوية حدوث تدفق الضوء عند حدود عازلين كهربائيين عن الصفر. تعتمد درجة الاستقطاب على زوايا السقوط (قانون بروستر).
انعكاس داخلي كامل
في ختام استطرادنا القصير، لا يزال من الضروري اعتبار مثل هذا التأثير بمثابة انعكاس داخلي كامل.
ظاهرة العرض الكامل
لكي يظهر هذا التأثير، من الضروري زيادة زاوية حدوث تدفق الضوء في لحظة انتقاله من وسط أكثر كثافة إلى وسط أقل كثافة عند السطح البيني بين المواد. في الحالة التي تتجاوز فيها هذه المعلمة قيمة حدية معينة، فإن الفوتونات الساقطة على حدود هذا القسم سوف تنعكس بالكامل. في الواقع، ستكون هذه هي الظاهرة التي نريدها. وبدونها، كان من المستحيل صنع الألياف الضوئية.
خاتمة
أعطى التطبيق العملي لميزات سلوك تدفق الضوء الكثير، مما أدى إلى إنشاء مجموعة متنوعة من الأجهزة التقنية لتحسين حياتنا. وفي الوقت نفسه، لم يفتح الضوء كل إمكانياته للبشرية، ولم تتحقق إمكاناته العملية بالكامل بعد.
كيف تصنع مصباحًا ورقيًا بيديك
كيفية التحقق من أداء شريط LED
للمحاضرة رقم 24
"طرق التحليل المفيدة"
قياس الانكسار.
الأدب:
1. د. بونوماريف "الكيمياء التحليلية" 1983 246-251
2. أ.أ. إيشينكو "الكيمياء التحليلية" 2004 ص 181-184
قياس الانكسار.
يعد قياس الانكسار أحد أبسط طرق التحليل الفيزيائية، ويتطلب الحد الأدنى من كمية المادة التحليلية ويتم إجراؤه في وقت قصير جدًا.
قياس الانكسار- طريقة تعتمد على ظاهرة الانكسار أو الانكسار أي. تغير في اتجاه انتشار الضوء عند انتقاله من وسط إلى آخر.
إن الانكسار وكذلك امتصاص الضوء هو نتيجة لتفاعله مع الوسط. تعني كلمة قياس الانكسار البعد انكسار الضوء، والذي يقدر بقيمة معامل الانكسار.
قيمة معامل الانكسار نيعتمد على
1) على تكوين المواد والأنظمة،
2) من في أي تركيز وما هي الجزيئات التي يلتقي بها شعاع الضوء في طريقه، لأن تحت تأثير الضوء، يتم استقطاب جزيئات المواد المختلفة بطرق مختلفة. وعلى هذا الاعتماد تعتمد طريقة قياس الانكسار.
تتمتع هذه الطريقة بعدد من المزايا، ونتيجة لذلك فقد وجدت تطبيقًا واسعًا في كل من الأبحاث الكيميائية وفي التحكم في العمليات التكنولوجية.
1) يعد قياس معاملات الانكسار عملية بسيطة جدًا يتم إجراؤها بدقة وبأقل قدر من الوقت وكمية المادة.
2) عادةً، توفر أجهزة قياس الانكسار دقة تصل إلى 10% في تحديد معامل انكسار الضوء ومحتوى المادة التحليلية
يتم استخدام طريقة قياس الانكسار للتحكم في الأصالة والنقاء، لتحديد المواد الفردية، لتحديد بنية المركبات العضوية وغير العضوية في دراسة المحاليل. يستخدم قياس الانكسار لتحديد تكوين المحاليل المكونة من عنصرين وللأنظمة الثلاثية.
الأساس المادي للطريقة
مؤشر الانكسار.
كلما كان انحراف شعاع الضوء عن اتجاهه الأصلي أثناء انتقاله من وسط إلى آخر أكبر، كلما زاد الفرق في سرعات انتشار الضوء في وسطين
هذه البيئات.
ضع في اعتبارك انكسار شعاع الضوء عند حدود أي وسطين شفافين I و II (انظر الشكل). دعونا نتفق على أن الوسط II لديه قوة انكسار أكبر، وبالتالي، ن 1و ن 2- يظهر انكسار الوسائط المقابلة. إذا لم يكن الوسط I فراغًا أو هواء، فإن النسبة sin زاوية سقوط شعاع الضوء إلى sin زاوية الانكسار ستعطي قيمة معامل الانكسار النسبي n rel. قيمة n rel. يمكن تعريفها أيضًا على أنها نسبة معاملات الانكسار للوسائط قيد النظر.
ن ريل. = ----- = ---
تعتمد قيمة معامل الانكسار على
1) طبيعة المواد
يتم تحديد طبيعة المادة في هذه الحالة من خلال درجة تشوه جزيئاتها تحت تأثير الضوء - درجة قابلية الاستقطاب. كلما زادت شدة الاستقطاب، كلما كان انكسار الضوء أقوى.
2)الطول الموجي للضوء الساقط
يتم قياس معامل الانكسار عند طول موجة ضوئية يبلغ 589.3 نانومتر (الخط D من طيف الصوديوم).
يسمى اعتماد معامل الانكسار على الطول الموجي للضوء بالتشتت. كلما كان الطول الموجي أقصر، كلما زاد الانكسار. ولذلك، فإن الأشعة ذات الأطوال الموجية المختلفة تنكسر بشكل مختلف.
3)درجة حرارة حيث يتم أخذ القياس. الشرط الأساسي لتحديد معامل الانكسار هو الامتثال لنظام درجة الحرارة. عادة يتم إجراء التحديد عند 20 ± 0.3 0 درجة مئوية.
مع ارتفاع درجة الحرارة، ينخفض معامل الانكسار، ومع انخفاض درجة الحرارة، فإنه يزيد..
يتم حساب تصحيح درجة الحرارة باستخدام الصيغة التالية:
ن ر \u003d ن 20 + (20-ر) 0.0002، حيث
ن ر -الوداع معامل الانكسار عند درجة حرارة معينة،
ن 20 - معامل الانكسار عند 20 درجة مئوية
ويرتبط تأثير درجة الحرارة على قيم معاملات انكسار الغازات والسوائل بقيم معاملات التمدد الحجمي الخاصة بها. يزداد حجم جميع الغازات والسوائل عند تسخينها، وتقل كثافتها، وبالتالي ينخفض المؤشر
يُشار إلى معامل الانكسار، المُقاس عند 20 درجة مئوية وطول موجة الضوء 589.3 نانومتر، بالمؤشر ن د 20
يتم تحديد اعتماد معامل الانكسار لنظام متجانس مكون من مكونين على حالته بشكل تجريبي من خلال تحديد معامل الانكسار لعدد من الأنظمة القياسية (على سبيل المثال، المحاليل)، التي يُعرف محتوى المكونات فيها.
4) تركيز المادة في المحلول.
بالنسبة للعديد من المحاليل المائية للمواد، تم قياس مؤشرات الانكسار بتركيزات ودرجات حرارة مختلفة بشكل موثوق، وفي هذه الحالات يمكن استخدام البيانات المرجعية. الجداول الانكسارية. تبين الممارسة أنه عندما لا يتجاوز محتوى المادة المذابة 10-20٪، إلى جانب الطريقة الرسومية، فمن الممكن في كثير من الحالات استخدامها معادلة خطية مثل:
ن=ن س +FC،
ن-معامل الانكسار للحل،
لاهو معامل الانكسار للمذيب النقي،
ج- تركيز المادة المذابة،٪
F- المعامل التجريبي الذي تم العثور على قيمته
عن طريق تحديد معاملات الانكسار للمحاليل ذات التركيز المعروف.
أجهزة قياس الانكسار.
أجهزة قياس الانكسار هي أجهزة تستخدم لقياس معامل الانكسار. هناك نوعان من هذه الأجهزة: مقياس الانكسار من نوع آبي ونوع بولفريش. وفي كل من هذه القياسات وفي غيرها، تعتمد القياسات على تحديد حجم زاوية الانكسار المحددة. في الممارسة العملية، يتم استخدام أجهزة قياس الانكسار لأنظمة مختلفة: Laboratory-RL، وRLU العالمي، وما إلى ذلك.
معامل انكسار الماء المقطر n 0 \u003d 1.33299، في الممارسة العملية، يأخذ هذا المؤشر كمرجع كـ n 0 =1,333.
يعتمد مبدأ التشغيل على أجهزة قياس الانكسار على تحديد معامل الانكسار بطريقة الزاوية المحددة (زاوية الانعكاس الكلي للضوء).
مقياس الانكسار اليدوي
مقياس الانكسار آبي
مجالات تطبيق قياس الانكسار.
الجهاز ومبدأ تشغيل مقياس الانكسار IRF-22.
مفهوم معامل الانكسار.
يخطط
قياس الانكسار. خصائص وجوهر الطريقة.
لتحديد المواد والتحقق من نقاوتها واستخدامها
المنكسر.
معامل الانكسار للمادة- قيمة تساوي نسبة سرعات طور الضوء (الموجات الكهرومغناطيسية) في الفراغ إلى الوسط المرئي.
يعتمد معامل الانكسار على خصائص المادة والطول الموجي
الاشعاع الكهرومغناطيسي. نسبة جيب زاوية السقوط بالنسبة إلى
العمودي المرسوم على مستوى الانكسار (α) للحزمة إلى جيب زاوية الانكسار
يُطلق على الانكسار (β) أثناء انتقال الحزمة من الوسط A إلى الوسط B اسم معامل الانكسار النسبي لهذا الزوج من الوسائط.
القيمة n هي معامل الانكسار النسبي للوسط B وفقًا لـ
فيما يتعلق بالبيئة أ، و
معامل الانكسار النسبي للوسط A بالنسبة إلى
معامل الانكسار للشعاع الساقط على وسط من مادة خالية من الهواء
يُسمى الفضاء بمعامل الانكسار المطلق أو
ببساطة معامل الانكسار لوسط معين (الجدول 1).
الجدول 1 - مؤشرات الانكسار للوسائط المختلفة
السوائل لها معامل انكسار يتراوح بين 1.2-1.9. صلب
المواد 1.3-4.0. بعض المعادن ليس لها قيمة دقيقة للمؤشر
للانكسار. قيمتها في "شوكة" معينة وتحدد
بسبب وجود الشوائب في التركيب البلوري، وهو ما يحدد اللون
كريستال.
من الصعب تحديد المعدن عن طريق "اللون". لذلك فإن معدن اكسيد الالمونيوم يتواجد على شكل روبي، وياقوت، وليوكوسافير، ويختلف في
معامل الانكسار واللون. ويسمى اكسيد الالمونيوم الأحمر الياقوت
(خليط الكروم)، أزرق عديم اللون، أزرق فاتح، وردي، أصفر، أخضر،
البنفسجي - الياقوت (شوائب الكوبالت والتيتانيوم وغيرها). فاتحة اللون
يُطلق على الياقوت الناي أو اكسيد الالمونيوم عديم اللون اسم الياقوت الأبيض (على نطاق واسع
يستخدم في البصريات كمرشح للضوء). معامل الانكسار لهذه البلورات
المماطلة تقع في نطاق 1.757-1.778 وهي أساس التحديد
الشكل 3.1 - الياقوت. الشكل 3.2 - الياقوت الأزرق
تتمتع السوائل العضوية وغير العضوية أيضًا بقيم معامل انكسار مميزة تميزها بأنها كيميائية
مركبات ناي ونوعية تركيبها (الجدول 2):
الجدول 2 - معاملات الانكسار لبعض السوائل عند 20 درجة مئوية
4.2. قياس الانكسار: المفهوم والمبدأ.
طريقة دراسة المواد على أساس تحديد المؤشر
(معامل) الانكسار (الانكسار) يسمى قياس الانكسار (من
خطوط العرض. انكسار - منكسر ويوناني. متريو - أقيس). قياس الانكسار
(طريقة قياس الانكسار) تستخدم لتحديد المادة الكيميائية
المركبات والتحليل الكمي والهيكلي وتحديد الخصائص الفيزيائية
المعلمات الكيميائية للمواد. تم تنفيذ مبدأ قياس الانكسار
في مقاييس انكسار آبي، كما هو موضح في الشكل 1.
الشكل 1 - مبدأ قياس الانكسار
تتكون كتلة منشور آبي من منشورين مستطيلين: منيرين
الجسم والقياس، مطوية بواسطة وجوه الوتر. المنور-
المنشور له وجه وتر خشن (غير لامع) وهو مخصص
تشينا لإضاءة عينة سائلة موضوعة بين المنشورات.
يمر الضوء المبعثر عبر طبقة متوازية من السائل قيد الدراسة، وينكسر في السائل، ويسقط على منشور القياس. منشور القياس مصنوع من زجاج كثيف بصريًا (الصوان الثقيل) وله معامل انكسار أكبر من 1.7. ولهذا السبب، يقيس مقياس انكسار آبي قيم n أقل من 1.7. لا يمكن تحقيق زيادة في نطاق قياس معامل الانكسار إلا عن طريق تغيير منشور القياس.
يتم سكب عينة الاختبار على وجه الوتر لمنشور القياس ويتم ضغطها على المنشور المضيء. في هذه الحالة، تبقى فجوة قدرها 0.1-0.2 ملم بين المنشور الذي توجد فيه العينة، ومن خلاله
الذي يمر عن طريق انكسار الضوء. لقياس معامل الانكسار
استخدام ظاهرة الانعكاس الداخلي الكلي. يتكون في
التالي.
إذا سقطت الأشعة 1، 2، 3 على السطح البيني بين وسطين، فذلك يعتمد على
ستكون زاوية السقوط عند مراقبتها في وسط انكساري
ويلاحظ وجود انتقال للمناطق ذات الإضاءة المختلفة. إنه متصل
بسقوط جزء من الضوء على حدود انكساره بزاوية تقريبية.
كيم إلى 90 درجة بالنسبة إلى الوضع الطبيعي (الشعاع 3). (الشكل 2).
الشكل 2 - صورة الأشعة المنكسرة
لا ينعكس هذا الجزء من الأشعة وبالتالي يشكل جسمًا أخف.
الانكسار. الأشعة ذات الزوايا الأصغر تختبر وتنعكس
والانكسار. وبالتالي يتم تشكيل منطقة ذات إضاءة أقل. في حجم
يظهر الخط الحدودي للانعكاس الداخلي الكلي على موضع العدسة
والذي يعتمد على الخواص الانكسارية للعينة.
يتم التخلص من ظاهرة التشتت (تلوين السطح البيني بين منطقتين من الإضاءة بألوان قوس قزح بسبب استخدام الضوء الأبيض المعقد في أجهزة قياس انكسار آبي) باستخدام منشورين Amici في المعوض، اللذين تم تركيبهما في تلسكوب. وفي الوقت نفسه، يتم عرض مقياس في العدسة (الشكل 3). 0.05 مل من السائل يكفي للتحليل.
الشكل 3 - عرض من خلال عدسة مقياس الانكسار. (يعكس المقياس الصحيح
تركيز المكون المقاس في جزء في المليون)
بالإضافة إلى تحليل العينات المكونة من عنصر واحد، يتم تحليلها على نطاق واسع
أنظمة مكونة من عنصرين (المحاليل المائية، محاليل المواد التي
أو المذيب). في الأنظمة المثالية المكونة من عنصرين (تشكيل-
دون تغيير حجم واستقطاب المكونات)، يظهر الاعتماد
يكون معامل الانكسار في التركيبة قريبًا من الخطي إذا تم التعبير عن التركيبة من حيث
كسور الحجم (النسبة المئوية)
حيث: n، n1، n2 - معاملات انكسار الخليط والمكونات،
V1 و V2 هما الكسور الحجمية للمكونات (V1 + V2 = 1).
يتم تحديد تأثير درجة الحرارة على معامل الانكسار بواسطة اثنين
العوامل: التغير في عدد جزيئات السائل لكل وحدة حجم و
اعتماد استقطاب الجزيئات على درجة الحرارة. وأصبح العامل الثاني
يصبح مهمًا فقط عند تغيرات درجات الحرارة الكبيرة جدًا.
يتناسب معامل درجة حرارة معامل الانكسار مع معامل درجة حرارة الكثافة. وبما أن جميع السوائل تتمدد عند تسخينها، فإن معامل انكسارها يتناقص مع ارتفاع درجة الحرارة. ويعتمد معامل درجة الحرارة على درجة حرارة السائل، ولكن في فترات درجة الحرارة الصغيرة يمكن اعتباره ثابتا. لهذا السبب، لا تحتوي معظم أجهزة قياس الانكسار على إمكانية التحكم في درجة الحرارة، إلا أن بعض التصميمات توفر ذلك
التحكم في درجة حرارة الماء.
يعتبر الاستقراء الخطي لمعامل الانكسار مع التغيرات في درجات الحرارة مقبولاً بالنسبة للاختلافات الصغيرة في درجات الحرارة (10 - 20 درجة مئوية).
يتم التحديد الدقيق لمعامل الانكسار في نطاقات درجات الحرارة الواسعة وفقًا للصيغ التجريبية للنموذج:
نت=ن0+ات+بت2+…
لقياس انكسار المحلول على نطاقات تركيز واسعة
استخدام الجداول أو الصيغ التجريبية. عرض التبعية-
معامل انكسار المحاليل المائية لبعض المواد على التركيز
قريب من الخطي ويجعل من الممكن تحديد تركيزات هذه المواد فيها
الماء في مجموعة واسعة من التركيزات (الشكل 4) باستخدام الانكسار
tometers.
الشكل 4 - معامل الانكسار لبعض المحاليل المائية
عادة، يتم تحديد عدد الأجسام السائلة والصلبة بدقة بواسطة أجهزة قياس الانكسار
ما يصل إلى 0.0001. الأكثر شيوعًا هي أجهزة قياس انكسار آبي (الشكل 5) المزودة بكتل منشورية ومعوضات تشتت، مما يجعل من الممكن تحديد nD في الضوء "الأبيض" على مقياس أو مؤشر رقمي.
الشكل 5 - مقياس انكسار آبي (IRF-454؛ IRF-22)
معامل الانكسار
معامل الانكسارالمواد - قيمة تساوي نسبة سرعات طور الضوء (الموجات الكهرومغناطيسية) في الفراغ وفي وسط معين. أيضًا، يتم أحيانًا التحدث عن مؤشر الانكسار لأي موجات أخرى، على سبيل المثال، الصوت، على الرغم من أنه في حالات مثل الأخير، يجب تعديل التعريف بطريقة ما.
يعتمد معامل الانكسار على خصائص المادة والطول الموجي للإشعاع، فبالنسبة لبعض المواد يتغير معامل الانكسار بقوة كبيرة عندما يتغير تردد الموجات الكهرومغناطيسية من الترددات المنخفضة إلى الترددات الضوئية وما بعدها، ويمكن أن يتغير أيضًا بشكل أكثر حدة في بعض الحالات. مجالات النطاق الترددي. الافتراضي هو عادة النطاق البصري، أو النطاق الذي يحدده السياق.
روابط
- RefractiveIndex.INFO قاعدة بيانات معامل الانكسار
مؤسسة ويكيميديا. 2010 .
انظر ما هو "مؤشر الانكسار" في القواميس الأخرى:
بالنسبة إلى اثنين من الوسائط n21، نسبة الأبعاد لسرعات انتشار الإشعاع البصري (c veta a) في الوسائط الأولى (c1) والثانية (c2): n21=c1/c2. وفي الوقت نفسه يشير. P. p هي نسبة جيب g وسقوط j وعند g l ... ... الموسوعة الفيزيائية
انظر معامل الانكسار...
انظر معامل الانكسار. * * * معامل الانكسار معامل الانكسار، انظر معامل الانكسار (انظر معامل الانكسار) … القاموس الموسوعي- معامل الانكسار، قيمة تميز الوسط وتساوي نسبة سرعة الضوء في الفراغ إلى سرعة الضوء في الوسط (معامل الانكسار المطلق). يعتمد معامل الانكسار n على العزل الكهربائي e والنفاذية المغناطيسية m ... ... القاموس الموسوعي المصور
- (انظر مؤشر الانكسار). القاموس الموسوعي المادي. موسكو: الموسوعة السوفيتية. رئيس التحرير أ.م.بروخوروف. 1983... الموسوعة الفيزيائية
انظر معامل الانكسار... الموسوعة السوفيتية الكبرى
نسبة سرعة الضوء في الفراغ إلى سرعة الضوء في الوسط (معامل الانكسار المطلق). معامل الانكسار النسبي لوسيطين هو نسبة سرعة الضوء في الوسط الذي يسقط منه الضوء على السطح البيني إلى سرعة الضوء في الوسط الثاني ... ... القاموس الموسوعي الكبير
انكسار الضوء- ظاهرة يغير فيها شعاع الضوء، الذي يمر من وسط إلى آخر، اتجاهه عند حدود هذه الوسائط.
يحدث انكسار الضوء وفقًا للقانون التالي:
تقع الأشعة الساقطة والمنكسرة والعمودي المرسوم على الواجهة بين وسطين عند نقطة سقوط الحزمة في نفس المستوى. نسبة جيب زاوية السقوط إلى جيب زاوية الانكسار هي قيمة ثابتة لوسيطين:
,
أين α
- زاوية السقوط،
β
- زاوية الانكسار
ن - قيمة ثابتة مستقلة عن زاوية السقوط.
عندما تتغير زاوية السقوط، تتغير زاوية الانكسار أيضًا. كلما كانت زاوية السقوط أكبر، كلما كانت زاوية الانكسار أكبر.
إذا انتقل الضوء من وسط أقل كثافة بصريًا إلى وسط أكثر كثافة، فإن زاوية الانكسار تكون دائمًا أقل من زاوية السقوط: β < α.
يمر شعاع الضوء الموجه بشكل عمودي على السطح البيني بين وسطين من وسط إلى آخر دون كسر.
معامل الانكسار المطلق للمادة- قيمة تساوي نسبة سرعات طور الضوء (الموجات الكهرومغناطيسية) في الفراغ وفي وسط معين n=c/v
تسمى القيمة n المضمنة في قانون الانكسار بمعامل الانكسار النسبي لزوج من الوسائط.
القيمة n هي معامل الانكسار النسبي للوسط B بالنسبة للوسط A، وn" = 1/n هو معامل الانكسار النسبي للوسط A بالنسبة للوسط B.
هذه القيمة، مع ثبات العوامل الأخرى، أكبر من الوحدة عندما تنتقل الحزمة من وسط أكثر كثافة إلى وسط أقل كثافة، وأقل من الوحدة عندما تنتقل الحزمة من وسط أقل كثافة إلى وسط أكثر كثافة (على سبيل المثال، من غاز أو من فراغ إلى سائل أو صلب). هناك استثناءات لهذه القاعدة، ولذلك فمن المعتاد أن نطلق على وسط بصري أكثر أو أقل كثافة من الآخر.
ينكسر الشعاع الذي يسقط من الفضاء الخالي من الهواء على سطح وسط ما B بقوة أكبر مما يحدث عند سقوطه عليه من وسط آخر A؛ يُطلق على معامل الانكسار لسقوط شعاع على وسط من الفضاء الخالي من الهواء اسم معامل الانكسار المطلق.
(مطلق – نسبة إلى الفراغ.
نسبي - نسبة إلى أي مادة أخرى (نفس الهواء مثلا).
والمؤشر النسبي لمادتين هو نسبة مؤشراتهما المطلقة.)
انعكاس داخلي كامل- الانعكاس الداخلي بشرط أن تزيد زاوية السقوط عن زاوية حرجة معينة. وفي هذه الحالة تنعكس الموجة الساقطة بشكل كامل، وتتجاوز قيمة معامل الانعكاس أعلى قيمها للأسطح المصقولة. لا يعتمد معامل الانعكاس للانعكاس الداخلي الكلي على الطول الموجي.
في مجال البصريات، يتم ملاحظة هذه الظاهرة في نطاق واسع من الإشعاع الكهرومغناطيسي، بما في ذلك نطاق الأشعة السينية.
في البصريات الهندسية، يتم شرح هذه الظاهرة من حيث قانون سنيل. مع الأخذ في الاعتبار أن زاوية الانكسار لا يمكن أن تتجاوز 90 درجة، نحصل على أنه عند زاوية السقوط التي يكون جيبها أكبر من نسبة معامل الانكسار الأصغر إلى المؤشر الأكبر، يجب أن تنعكس الموجة الكهرومغناطيسية بالكامل في الوسط الأول.
وفقًا للنظرية الموجية لهذه الظاهرة، فإن الموجة الكهرومغناطيسية تخترق الوسط الثاني - حيث ينتشر ما يسمى بـ "الموجة غير المنتظمة" هناك، والتي تتحلل بشكل كبير ولا تحمل معها الطاقة. إن العمق المميز لاختراق موجة غير متجانسة في الوسط الثاني هو في حدود طول الموجة.
قوانين انكسار الضوء.
ومن كل ما قيل نستنتج:
1 . عند السطح البيني بين وسطين لهما كثافة بصرية مختلفة، يغير شعاع الضوء اتجاهه عند مروره من وسط إلى آخر.
2. عندما يمر شعاع ضوئي إلى وسط ذي كثافة بصرية أعلى، تكون زاوية الانكسار أقل من زاوية السقوط؛ عندما ينتقل شعاع ضوئي من وسط أكثر كثافة بصريا إلى وسط أقل كثافة، تكون زاوية الانكسار أكبر من زاوية السقوط.
ويصاحب انكسار الضوء انعكاس، ومع زيادة زاوية السقوط، يزداد سطوع الشعاع المنعكس، بينما يضعف المنكسر. ويمكن ملاحظة ذلك من خلال إجراء التجربة الموضحة في الشكل. وبالتالي، فإن الشعاع المنعكس يحمل معه طاقة ضوئية أكبر، وكلما زادت زاوية السقوط.
يترك مينيسوتا- السطح البيني بين وسطين شفافين، مثل الهواء والماء، هيئة الأوراق المالية- شعاع السقوط OV- الشعاع المنكسر، - زاوية السقوط، - زاوية الانكسار، - سرعة انتشار الضوء في الوسط الأول، - سرعة انتشار الضوء في الوسط الثاني.