కాంతి వక్రీభవన సూచిక. కాంతి వక్రీభవన చట్టం

వక్రీభవనం లేదా వక్రీభవనం అనేది ఒక దృగ్విషయం, దీనిలో కాంతి కిరణం లేదా ఇతర తరంగాలు రెండు మాధ్యమాలను వేరుచేసే సరిహద్దును దాటినప్పుడు మారుతాయి, రెండూ పారదర్శకంగా (ఈ తరంగాలను ప్రసారం చేస్తాయి) మరియు లక్షణాలు నిరంతరం మారే మాధ్యమం లోపల.

మేము చాలా తరచుగా వక్రీభవన దృగ్విషయాన్ని ఎదుర్కొంటాము మరియు దానిని రోజువారీ దృగ్విషయంగా గ్రహిస్తాము: రంగు ద్రవంతో పారదర్శక గాజులో ఉన్న ఒక కర్ర గాలి మరియు నీటిని వేరుచేసే సమయంలో "విరిగిపోయినట్లు" చూడవచ్చు (Fig. 1). వర్షం సమయంలో కాంతి వక్రీభవనం మరియు ప్రతిబింబించినప్పుడు, ఇంద్రధనస్సును చూసినప్పుడు మనం సంతోషిస్తాము (Fig. 2).

వక్రీభవన సూచిక దాని భౌతిక రసాయన లక్షణాలతో అనుబంధించబడిన పదార్ధం యొక్క ముఖ్యమైన లక్షణం. ఇది ఉష్ణోగ్రత విలువలపై ఆధారపడి ఉంటుంది, అలాగే నిర్ణయం నిర్వహించబడే కాంతి తరంగదైర్ఘ్యంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఒక ద్రావణంలో నాణ్యత నియంత్రణ డేటా ప్రకారం, వక్రీభవన సూచిక దానిలో కరిగిన పదార్ధం యొక్క ఏకాగ్రత, అలాగే ద్రావకం యొక్క స్వభావం ద్వారా ప్రభావితమవుతుంది. ప్రత్యేకించి, రక్త సీరమ్ యొక్క వక్రీభవన సూచిక దానిలో ఉన్న ప్రోటీన్ మొత్తం ద్వారా ప్రభావితమవుతుంది.దీనికి కారణం వివిధ సాంద్రతలను కలిగి ఉన్న మీడియాలో కాంతి కిరణాల వ్యాప్తి యొక్క వివిధ వేగంతో, వాటి దిశ రెండింటి మధ్య ఇంటర్‌ఫేస్‌లో మారుతుంది. మీడియా. శూన్యంలోని కాంతి వేగాన్ని అధ్యయనంలో ఉన్న పదార్ధంలోని కాంతి వేగంతో విభజించినట్లయితే, మనకు సంపూర్ణ వక్రీభవన సూచిక (వక్రీభవన సూచిక) లభిస్తుంది. ఆచరణలో, సాపేక్ష వక్రీభవన సూచిక (n) నిర్ణయించబడుతుంది, ఇది అధ్యయనంలో ఉన్న పదార్ధంలోని కాంతి వేగంతో గాలిలో కాంతి వేగం యొక్క నిష్పత్తి.

వక్రీభవన సూచిక ప్రత్యేక పరికరాన్ని ఉపయోగించి పరిమాణాత్మకంగా నిర్ణయించబడుతుంది - రిఫ్రాక్టోమీటర్.

రిఫ్రాక్టోమెట్రీ అనేది భౌతిక విశ్లేషణ యొక్క సులభమైన పద్ధతుల్లో ఒకటి మరియు రసాయన, ఆహారం, జీవశాస్త్రపరంగా క్రియాశీల ఆహార సంకలనాలు, సౌందర్య సాధనాలు మరియు ఇతర రకాల ఉత్పత్తుల ఉత్పత్తిలో నాణ్యత నియంత్రణ ప్రయోగశాలలలో తక్కువ సమయం మరియు పరీక్షించబడుతున్న నమూనాల సంఖ్యతో ఉపయోగించవచ్చు.

రిఫ్రాక్టోమీటర్ యొక్క రూపకల్పన రెండు మాధ్యమాల సరిహద్దు గుండా వెళుతున్నప్పుడు కాంతి కిరణాలు పూర్తిగా ప్రతిబింబిస్తాయి (వాటిలో ఒకటి గాజు ప్రిజం, మరొకటి పరీక్ష పరిష్కారం) (Fig. 3).

అన్నం. 3. రిఫ్రాక్టోమీటర్ రేఖాచిత్రం

మూలం (1) నుండి, ఒక కాంతి పుంజం అద్దం ఉపరితలంపై పడిపోతుంది (2), ఆపై, ప్రతిబింబిస్తుంది, ఎగువ లైటింగ్ ప్రిజం (3), ఆపై దిగువ కొలిచే ప్రిజం (4) లోకి వెళుతుంది, ఇది గాజుతో తయారు చేయబడింది. అధిక వక్రీభవన సూచిక. కేశనాళికను ఉపయోగించి ప్రిజమ్స్ (3) మరియు (4) మధ్య 1-2 చుక్కల నమూనా వర్తించబడుతుంది. ప్రిజంకు యాంత్రిక నష్టాన్ని కలిగించకుండా ఉండటానికి, దాని ఉపరితలాన్ని కేశనాళికతో తాకకుండా ఉండటం అవసరం.

ఐపీస్ (9) ద్వారా ఇంటర్‌ఫేస్‌ను స్థాపించడానికి క్రాస్డ్ లైన్‌లతో కూడిన ఫీల్డ్ కనిపిస్తుంది. ఐపీస్‌ను కదిలేటప్పుడు, ఫీల్డ్‌ల ఖండన స్థానం తప్పనిసరిగా ఇంటర్‌ఫేస్‌తో సమలేఖనం చేయబడాలి (Fig. 4) ప్రిజం (4) యొక్క విమానం ఇంటర్‌ఫేస్ పాత్రను పోషిస్తుంది, దాని ఉపరితలంపై కాంతి పుంజం వక్రీభవనం చెందుతుంది. కిరణాలు చెల్లాచెదురుగా ఉన్నందున, కాంతి మరియు నీడ మధ్య సరిహద్దు అస్పష్టంగా, iridescentగా మారుతుంది. ఈ దృగ్విషయం డిస్పర్షన్ కాంపెన్సేటర్ (5) ద్వారా తొలగించబడుతుంది. అప్పుడు పుంజం లెన్స్ (6) మరియు ప్రిజం (7) ద్వారా పంపబడుతుంది. ప్లేట్ (8)లో వీక్షణ రేఖలు (రెండు సరళ రేఖలు అడ్డంగా దాటాయి), అలాగే వక్రీభవన సూచికలతో కూడిన స్కేల్‌ను కలిగి ఉంటుంది, ఇది ఐపీస్ (9) ద్వారా గమనించబడుతుంది. రిఫ్రాక్టివ్ ఇండెక్స్ దాని నుండి లెక్కించబడుతుంది.

ఫీల్డ్ సరిహద్దుల మధ్య విభజన రేఖ అంతర్గత మొత్తం ప్రతిబింబం యొక్క కోణానికి అనుగుణంగా ఉంటుంది, ఇది నమూనా యొక్క వక్రీభవన సూచికపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

ఒక పదార్ధం యొక్క స్వచ్ఛత మరియు ప్రామాణికతను గుర్తించడానికి రిఫ్రాక్టోమెట్రీ ఉపయోగించబడుతుంది. నాణ్యత నియంత్రణ సమయంలో ద్రావణాలలో పదార్థాల సాంద్రతను నిర్ణయించడానికి కూడా ఈ పద్ధతి ఉపయోగించబడుతుంది, ఇది అమరిక గ్రాఫ్ (దాని ఏకాగ్రతపై నమూనా యొక్క వక్రీభవన సూచిక యొక్క ఆధారపడటాన్ని చూపించే గ్రాఫ్) ఉపయోగించి లెక్కించబడుతుంది.

KorolevPharm వద్ద, వక్రీభవన సూచిక ఆమోదించబడిన రెగ్యులేటరీ డాక్యుమెంటేషన్‌కు అనుగుణంగా ముడి పదార్థాల ఇన్‌కమింగ్ తనిఖీ సమయంలో, మా స్వంత ఉత్పత్తి యొక్క ఎక్స్‌ట్రాక్ట్‌లలో, అలాగే తుది ఉత్పత్తుల విడుదల సమయంలో నిర్ణయించబడుతుంది. IRF-454 B2M రిఫ్రాక్టోమీటర్‌ని ఉపయోగించి గుర్తింపు పొందిన ఫిజికల్ మరియు కెమికల్ లాబొరేటరీ యొక్క అర్హత కలిగిన ఉద్యోగులు ఈ నిర్ణయం తీసుకుంటారు.

ముడి పదార్థాల ఇన్‌కమింగ్ తనిఖీ ఫలితాల ఆధారంగా, వక్రీభవన సూచిక అవసరమైన అవసరాలను తీర్చకపోతే, నాణ్యత నియంత్రణ విభాగం నాన్-కన్ఫార్మిటీ నివేదికను జారీ చేస్తుంది, దాని ఆధారంగా ఈ ముడి పదార్థాల బ్యాచ్ సరఫరాదారుకు తిరిగి ఇవ్వబడుతుంది. .

నిర్ధారణ పద్ధతి

1. కొలతలు ప్రారంభించే ముందు, ఒకదానికొకటి సంబంధం ఉన్న ప్రిజమ్‌ల ఉపరితలాల శుభ్రత తనిఖీ చేయబడుతుంది.

2. జీరో పాయింట్‌ని తనిఖీ చేస్తోంది. కొలిచే ప్రిజం యొక్క ఉపరితలంపై 2÷3 చుక్కల స్వేదనజలం వేయండి మరియు దానిని లైటింగ్ ప్రిజంతో జాగ్రత్తగా కప్పండి. మేము లైటింగ్ విండోను తెరిచి, అద్దం ఉపయోగించి, కాంతి మూలాన్ని అత్యంత తీవ్రమైన దిశలో ఇన్స్టాల్ చేస్తాము. ఐపీస్ యొక్క స్క్రూలను తిప్పడం ద్వారా, మేము దాని వీక్షణ రంగంలో చీకటి మరియు కాంతి క్షేత్రాల మధ్య స్పష్టమైన, పదునైన వ్యత్యాసాన్ని పొందుతాము. మేము స్క్రూను తిప్పుతాము మరియు నీడ మరియు కాంతి యొక్క రేఖను నిర్దేశిస్తాము, తద్వారా ఇది ఐపీస్ ఎగువ విండోలో పంక్తులు కలిసే బిందువుతో సమానంగా ఉంటుంది. ఐపీస్ యొక్క దిగువ విండోలోని నిలువు వరుసలో మనం ఆశించిన ఫలితాన్ని చూస్తాము - 20 ° C (1.333) వద్ద స్వేదనజలం యొక్క వక్రీభవన సూచిక. రీడింగ్‌లు భిన్నంగా ఉంటే, వక్రీభవన సూచికను 1.333కి సెట్ చేయడానికి స్క్రూని ఉపయోగించండి మరియు ఒక కీని ఉపయోగించి (సర్దుబాటు స్క్రూను తీసివేయండి) నీడ మరియు కాంతి యొక్క సరిహద్దును పంక్తులు కలిసే ప్రదేశానికి తీసుకురండి.

3. వక్రీభవన సూచికను నిర్ణయించండి. మేము లైటింగ్ ప్రిజం యొక్క గదిని ఎత్తండి మరియు వడపోత కాగితం లేదా గాజుగుడ్డ రుమాలుతో నీటిని తీసివేస్తాము. తరువాత, కొలిచే ప్రిజం యొక్క ఉపరితలంపై పరీక్ష పరిష్కారం యొక్క 1-2 చుక్కలను వర్తించండి మరియు గదిని మూసివేయండి. నీడ మరియు కాంతి యొక్క సరిహద్దులు పంక్తుల ఖండన బిందువుతో సమానంగా ఉండే వరకు స్క్రూలను తిప్పండి. ఐపీస్ యొక్క దిగువ విండోలోని నిలువు వరుసలో మనం కోరుకున్న ఫలితాన్ని చూస్తాము - పరీక్ష నమూనా యొక్క వక్రీభవన సూచిక. మేము ఐపీస్ యొక్క దిగువ విండోలో స్కేల్ ఉపయోగించి వక్రీభవన సూచికను లెక్కిస్తాము.

4. అమరిక గ్రాఫ్ ఉపయోగించి, మేము పరిష్కారం యొక్క ఏకాగ్రత మరియు వక్రీభవన సూచిక మధ్య సంబంధాన్ని ఏర్పరుస్తాము. గ్రాఫ్‌ను రూపొందించడానికి, రసాయనికంగా స్వచ్ఛమైన పదార్థాల సన్నాహాలను ఉపయోగించి అనేక సాంద్రతల యొక్క ప్రామాణిక పరిష్కారాలను సిద్ధం చేయడం, వాటి వక్రీభవన సూచికలను కొలవడం మరియు ఆర్డినేట్ అక్షంపై పొందిన విలువలను మరియు అబ్సిస్సా అక్షంపై పరిష్కారాల సంబంధిత సాంద్రతలను ప్లాట్ చేయడం అవసరం. ఏకాగ్రత మరియు వక్రీభవన సూచిక మధ్య సరళ సంబంధాన్ని గమనించే ఏకాగ్రత విరామాలను ఎంచుకోవడం అవసరం. మేము అధ్యయనంలో ఉన్న నమూనా యొక్క వక్రీభవన సూచికను కొలుస్తాము మరియు దాని ఏకాగ్రతను గుర్తించడానికి గ్రాఫ్‌ను ఉపయోగిస్తాము.

వాక్యూమ్‌కు సంబంధించి మాధ్యమం యొక్క వక్రీభవన సూచిక, అంటే కాంతి కిరణాలను వాక్యూమ్ నుండి మధ్యస్థంగా మార్చడం కోసం, సంపూర్ణంగా పిలువబడుతుంది మరియు సూత్రం (27.10): n=c/v ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది.

లెక్కించేటప్పుడు, పట్టికల నుండి సంపూర్ణ వక్రీభవన సూచికలు తీసుకోబడతాయి, ఎందుకంటే వాటి విలువ ప్రయోగాల ద్వారా చాలా ఖచ్చితంగా నిర్ణయించబడుతుంది. c v కంటే ఎక్కువ కాబట్టి, అప్పుడు సంపూర్ణ వక్రీభవన సూచిక ఎల్లప్పుడూ ఐక్యత కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది.

కాంతి రేడియేషన్ వాక్యూమ్ నుండి మాధ్యమంలోకి వెళితే, వక్రీభవన రెండవ నియమం యొక్క సూత్రం ఇలా వ్రాయబడుతుంది:

sin i/sin β = n. (29.6)

ఫార్ములా (29.6) తరచుగా ఆచరణలో ఉపయోగించబడుతుంది, ఎందుకంటే కిరణాలు గాలి నుండి మాధ్యమానికి వెళతాయి, ఎందుకంటే గాలిలో కాంతి వ్యాప్తి వేగం c నుండి చాలా తక్కువగా ఉంటుంది. గాలి యొక్క సంపూర్ణ వక్రీభవన సూచిక 1.0029 అనే వాస్తవం నుండి దీనిని చూడవచ్చు.

ఒక కిరణం మాధ్యమం నుండి శూన్యంలోకి (గాలిలోకి) వెళ్ళినప్పుడు, వక్రీభవన రెండవ నియమం యొక్క సూత్రం రూపాన్ని తీసుకుంటుంది:

sin i/sin β = 1 /n. (29.7)

ఈ సందర్భంలో, కిరణాలు, మాధ్యమాన్ని విడిచిపెట్టినప్పుడు, మీడియం మరియు వాక్యూమ్ మధ్య ఇంటర్‌ఫేస్‌కు లంబంగా దూరంగా ఉండాలి.

సంపూర్ణ వక్రీభవన సూచికల నుండి సాపేక్ష వక్రీభవన సూచిక n21ని ఎలా కనుగొనాలో తెలుసుకుందాం. సంపూర్ణ ఘాతాంకం n1 ఉన్న మాధ్యమం నుండి సంపూర్ణ ఘాతాంకం n2 ఉన్న మాధ్యమానికి కాంతిని పంపనివ్వండి. అప్పుడు n1 = c/V1 మరియుn2 = c/v2, నుండి:

n2/n1=v1/v2=n21. (29.8)

అటువంటి సందర్భంలో వక్రీభవనం యొక్క రెండవ నియమం యొక్క సూత్రం తరచుగా ఈ క్రింది విధంగా వ్రాయబడుతుంది:

sin i/sin β = n2/n1. (29.9)

దీని ద్వారా మనం గుర్తుంచుకుందాం మాక్స్వెల్ సిద్ధాంతం సంపూర్ణ ఘాతాంకంవక్రీభవన సంబంధం నుండి కనుగొనవచ్చు: n = √(με). కాంతి రేడియేషన్‌కు పారదర్శకంగా ఉండే పదార్ధాల కోసం, μ ఆచరణాత్మకంగా ఏకత్వానికి సమానం కాబట్టి, మనం ఇలా అనుకోవచ్చు:

n = √ε. (29.10)

కాంతి రేడియేషన్‌లో డోలనాల పౌనఃపున్యం 10 14 Hz క్రమంలో ఉన్నందున, సాపేక్షంగా పెద్ద ద్రవ్యరాశిని కలిగి ఉన్న విద్యుద్వాహకములోని డైపోల్స్ లేదా అయాన్‌లు అటువంటి పౌనఃపున్యంతో తమ స్థానాన్ని మార్చుకోవడానికి సమయం కలిగి ఉండవు మరియు ఒక పదార్ధం యొక్క విద్యుద్వాహక లక్షణాలు ఈ పరిస్థితుల్లో దాని పరమాణువుల ఎలక్ట్రానిక్ ధ్రువణత ద్వారా మాత్రమే నిర్ణయించబడతాయి. ఇది ఖచ్చితంగా ε= విలువ మధ్య వ్యత్యాసాన్ని వివరిస్తుందిn 2 నుండి (29.10) మరియు ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్స్‌లో ε స్టంప్.కాబట్టి, నీటి కోసం ε = n 2 = 1.77, మరియు ε st = 81; అయానిక్ ఘన విద్యుద్వాహకానికి NaCl ε = 2.25, మరియు ε st = 5.6. ఒక పదార్ధం సజాతీయ పరమాణువులు లేదా నాన్-పోలార్ అణువులను కలిగి ఉన్నప్పుడు, అంటే, అది అయాన్లు లేదా సహజ ద్విధ్రువాలను కలిగి ఉండదు, అప్పుడు దాని ధ్రువణత ఎలక్ట్రానిక్‌గా మాత్రమే ఉంటుంది. సారూప్య పదార్ధాల కోసం, (29.10) నుండి ε మరియు ε st సమానంగా ఉంటాయి. అటువంటి పదార్ధానికి ఉదాహరణ వజ్రం, ఇది కార్బన్ అణువులను మాత్రమే కలిగి ఉంటుంది.

సంపూర్ణ వక్రీభవన సూచిక యొక్క విలువ, పదార్ధం రకంతో పాటు, డోలనం ఫ్రీక్వెన్సీపై లేదా రేడియేషన్ యొక్క తరంగదైర్ఘ్యంపై కూడా ఆధారపడి ఉంటుందని గమనించండి. . తరంగదైర్ఘ్యం తగ్గినప్పుడు, ఒక నియమం వలె, వక్రీభవన సూచిక పెరుగుతుంది.

ప్రయోగశాల పని

కాంతి వక్రీభవనం. ద్రవ వక్రీభవన సూచికను కొలవడం

రిఫ్రాక్టోమీటర్ ఉపయోగించి

పని యొక్క లక్ష్యం: కాంతి వక్రీభవనం యొక్క దృగ్విషయం యొక్క లోతైన అవగాహన; ద్రవ మాధ్యమం యొక్క వక్రీభవన సూచికను కొలిచే పద్ధతుల అధ్యయనం; రిఫ్రాక్టోమీటర్‌తో పని చేసే సూత్రాన్ని అధ్యయనం చేయడం.

పరికరాలు: రిఫ్రాక్టోమీటర్, సోడియం క్లోరైడ్ సొల్యూషన్స్, పైపెట్, పరికరాల ఆప్టికల్ భాగాలను తుడవడానికి మృదువైన గుడ్డ.

సిద్ధాంతం

కాంతి యొక్క ప్రతిబింబం మరియు వక్రీభవన నియమాలు. వక్రీభవన సూచిక.

మీడియా మధ్య ఇంటర్ఫేస్ వద్ద, కాంతి దాని ప్రచారం యొక్క దిశను మారుస్తుంది. కాంతి శక్తిలో కొంత భాగం మొదటి మాధ్యమానికి తిరిగి వస్తుంది, అనగా. కాంతి ప్రతిబింబిస్తుంది. రెండవ మాధ్యమం పారదర్శకంగా ఉంటే, అప్పుడు కాంతిలో కొంత భాగం, కొన్ని పరిస్థితులలో, మీడియా మధ్య ఇంటర్ఫేస్ గుండా వెళుతుంది, సాధారణంగా ప్రచారం యొక్క దిశను మారుస్తుంది. ఈ దృగ్విషయాన్ని కాంతి వక్రీభవనం అంటారు (చిత్రం 1).

అన్నం. 1. రెండు మాధ్యమాల మధ్య ఫ్లాట్ ఇంటర్‌ఫేస్ వద్ద కాంతి ప్రతిబింబం మరియు వక్రీభవనం.

కాంతి రెండు పారదర్శక మాధ్యమాల మధ్య ఫ్లాట్ ఇంటర్‌ఫేస్ గుండా వెళుతున్నప్పుడు ప్రతిబింబించే మరియు వక్రీభవన కిరణాల దిశ కాంతి ప్రతిబింబం మరియు వక్రీభవన నియమాల ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది.

కాంతి ప్రతిబింబం యొక్క చట్టం.ప్రతిబింబించే కిరణం సంఘటన కిరణం వలె అదే సమతలంలో ఉంటుంది మరియు సంభవనీయ బిందువు వద్ద మీడియా యొక్క విభజన యొక్క ప్లేన్‌కు సాధారణ పునరుద్ధరించబడుతుంది. సంఘటన కోణం ప్రతిబింబం యొక్క కోణానికి సమానం
.

కాంతి వక్రీభవన చట్టం.వక్రీభవన కిరణం సంఘటన కిరణం వలె అదే సమతలంలో ఉంటుంది మరియు సంభవనీయ బిందువు వద్ద మీడియా యొక్క విభజన యొక్క ప్లేన్‌కు సాధారణ పునరుద్ధరించబడుతుంది. యాంగిల్ ఆఫ్ ఇన్సిడెన్స్ సైన్ రేషియో α వక్రీభవన కోణం యొక్క సైన్కి β ఈ రెండు మాధ్యమాలకు స్థిరమైన విలువ ఉంది, మొదటి దానికి సంబంధించి రెండవ మాధ్యమం యొక్క రిలేటివ్ రిఫ్రాక్టివ్ ఇండెక్స్ అంటారు:

సాపేక్ష వక్రీభవన సూచిక రెండు మాధ్యమాలు మొదటి మాధ్యమం v 1లో కాంతి వేగానికి రెండవ మాధ్యమం v 2లో కాంతి వేగానికి సమానం:

కాంతి శూన్యం నుండి మాధ్యమంలోకి వస్తే, వాక్యూమ్‌కు సంబంధించి మాధ్యమం యొక్క వక్రీభవన సూచికను ఈ మాధ్యమం యొక్క సంపూర్ణ వక్రీభవన సూచిక అంటారు మరియు శూన్యంలో కాంతి వేగం యొక్క నిష్పత్తికి సమానంగా ఉంటుంది. తోఇచ్చిన మాధ్యమంలో కాంతి వేగానికి:

సంపూర్ణ వక్రీభవన సూచికలు ఎల్లప్పుడూ ఐక్యత కంటే ఎక్కువగా ఉంటాయి; గాలి కోసం nఒకటిగా తీసుకున్నారు.

రెండు మాధ్యమాల సాపేక్ష వక్రీభవన సూచికను వాటి సంపూర్ణ సూచికల పరంగా వ్యక్తీకరించవచ్చు n 1 మరియు n 2 :

ద్రవ వక్రీభవన సూచిక యొక్క నిర్ధారణ

ద్రవాల వక్రీభవన సూచికను త్వరగా మరియు సౌకర్యవంతంగా నిర్ణయించడానికి, ప్రత్యేక ఆప్టికల్ సాధనాలు ఉన్నాయి - రిఫ్రాక్టోమీటర్లు, వీటిలో ప్రధాన భాగం రెండు ప్రిజమ్‌లు (Fig. 2): సహాయక మొదలైనవి 1మరియు కొలవడం ప్ర.2.పరీక్షించాల్సిన ద్రవం ప్రిజమ్‌ల మధ్య అంతరంలోకి పోస్తారు.

సూచికలను కొలిచేటప్పుడు, రెండు పద్ధతులను ఉపయోగించవచ్చు: మేత పుంజం పద్ధతి (పారదర్శక ద్రవాల కోసం) మరియు మొత్తం అంతర్గత ప్రతిబింబ పద్ధతి (చీకటి, టర్బిడ్ మరియు రంగుల పరిష్కారాల కోసం). ఈ పనిలో, వాటిలో మొదటిది ఉపయోగించబడుతుంది.

మేత పుంజం పద్ధతిలో, బాహ్య మూలం నుండి కాంతి ముఖం గుండా వెళుతుంది AB prisms ప్రాజెక్ట్ 1,దాని మాట్టే ఉపరితలంపై వెదజల్లుతుంది ACఆపై అధ్యయనంలో ఉన్న ద్రవం యొక్క పొర ద్వారా ప్రిజంలోకి చొచ్చుకుపోతుంది ప్ర.2.మాట్టే ఉపరితలం అన్ని దిశలలో కిరణాల మూలంగా మారుతుంది, కాబట్టి ఇది అంచు ద్వారా గమనించవచ్చు ఇఎఫ్ prisms ప్ర.2.అయితే, అంచు ACద్వారా చూడవచ్చు ఇఎఫ్నిర్దిష్ట కనీస కోణం కంటే ఎక్కువ కోణంలో మాత్రమే i. ఈ కోణం యొక్క పరిమాణం ప్రత్యేకంగా ప్రిజమ్‌ల మధ్య ఉన్న ద్రవ వక్రీభవన సూచికకు సంబంధించినది, ఇది రిఫ్రాక్టోమీటర్ రూపకల్పన వెనుక ఉన్న ప్రధాన ఆలోచన.

ముఖం ద్వారా కాంతి ప్రకరణాన్ని పరిగణించండి EFదిగువ కొలిచే ప్రిజం ప్ర.2.అంజీర్ నుండి చూడవచ్చు. 2, కాంతి వక్రీభవన నియమాన్ని రెండుసార్లు వర్తింపజేస్తే, మనం రెండు సంబంధాలను పొందవచ్చు:

(1)

(2)

ఈ సమీకరణాల వ్యవస్థను పరిష్కరించడం, ద్రవం యొక్క వక్రీభవన సూచిక అని నిర్ధారణకు రావడం సులభం

(3)

నాలుగు పరిమాణాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది: ప్ర, ఆర్, ఆర్ 1 మరియు i. అయితే, వారందరూ స్వతంత్రులు కాదు. ఉదాహరణకి,

ఆర్+ లు= ఆర్ , (4)

ఎక్కడ ఆర్ - ప్రిజం యొక్క వక్రీభవన కోణం ప్రాజెక్ట్ 2. అదనంగా, కోణం సెట్ చేయడం ద్వారా ప్రగరిష్ట విలువ 90°, సమీకరణం (1) నుండి మనం పొందుతాము:

(5)

కానీ గరిష్ట కోణం విలువ ఆర్ , అంజీర్ నుండి చూడవచ్చు. 2 మరియు సంబంధాలు (3) మరియు (4), కనీస కోణ విలువలు అనుగుణంగా ఉంటాయి i మరియు ఆర్ 1 , ఆ. i నిమి మరియు ఆర్ నిమి .

అందువల్ల, "మేయడం" కిరణాల విషయంలో ద్రవ వక్రీభవన సూచిక కోణంతో మాత్రమే సంబంధం కలిగి ఉంటుంది. i. ఈ సందర్భంలో, కనీస కోణం విలువ ఉంటుంది i, ఎప్పుడు అంచు ACఇప్పటికీ కనిపిస్తుంది, అంటే, వీక్షణ రంగంలో అది అద్దం-తెలుపుగా కనిపిస్తుంది. చిన్న వీక్షణ కోణాల కోసం, అంచు కనిపించదు మరియు వీక్షణ ఫీల్డ్‌లో ఈ స్థలం నల్లగా కనిపిస్తుంది. పరికరం యొక్క టెలిస్కోప్ సాపేక్షంగా విస్తృత కోణీయ జోన్‌ను సంగ్రహిస్తుంది కాబట్టి, వీక్షణ రంగంలో కాంతి మరియు నలుపు ప్రాంతాలు ఏకకాలంలో గమనించబడతాయి, దీని మధ్య సరిహద్దు కనీస పరిశీలన కోణానికి అనుగుణంగా ఉంటుంది మరియు ప్రత్యేకంగా ద్రవ వక్రీభవన సూచికకు సంబంధించినది. చివరి గణన సూత్రాన్ని ఉపయోగించడం:

(దాని ముగింపు విస్మరించబడింది) మరియు తెలిసిన వక్రీభవన సూచికలతో కూడిన అనేక ద్రవాలు, మీరు పరికరాన్ని క్రమాంకనం చేయవచ్చు, అనగా, ద్రవాలు మరియు కోణాల వక్రీభవన సూచికల మధ్య ప్రత్యేకమైన అనురూపాన్ని ఏర్పరచవచ్చు. i నిమి . ఇచ్చిన అన్ని సూత్రాలు ఒక నిర్దిష్ట తరంగదైర్ఘ్యం యొక్క కిరణాల కోసం తీసుకోబడ్డాయి.

ప్రిజం యొక్క వ్యాప్తిని పరిగణనలోకి తీసుకుని వివిధ తరంగదైర్ఘ్యాల కాంతి వక్రీభవనం చెందుతుంది. ఈ విధంగా, ప్రిజం తెల్లటి కాంతితో ప్రకాశింపబడినప్పుడు, ఇంటర్‌ఫేస్ అస్పష్టంగా ఉంటుంది మరియు చెదరగొట్టడం వల్ల వివిధ రంగులలో రంగులు వేయబడుతుంది. అందువల్ల, ప్రతి వక్రీభవన పరికరానికి పరిహారాన్ని కలిగి ఉంటుంది, అది చెదరగొట్టే ఫలితాన్ని తొలగిస్తుంది. ఇది ఒకటి లేదా రెండు ప్రత్యక్ష దృష్టి ప్రిజమ్‌లను కలిగి ఉండవచ్చు - అమిసి ప్రిజమ్స్. ప్రతి అమిసి ప్రిజం వేర్వేరు వక్రీభవన సూచికలు మరియు విభిన్న వ్యాప్తితో మూడు గ్లాస్ ప్రిజమ్‌లను కలిగి ఉంటుంది, ఉదాహరణకు, బయటి ప్రిజమ్‌లు కిరీటం గాజుతో తయారు చేయబడ్డాయి మరియు మధ్యది ఫ్లింట్ గ్లాస్‌తో తయారు చేయబడింది (కిరీటం గాజు మరియు ఫ్లింట్ గ్లాస్ గాజు రకాలు). ప్రత్యేక పరికరాన్ని ఉపయోగించి కాంపెన్సేటర్ ప్రిజమ్‌ను తిప్పడం ద్వారా, ఇంటర్‌ఫేస్ యొక్క పదునైన, రంగులేని చిత్రం సాధించబడుతుంది, దీని స్థానం పసుపు సోడియం రేఖకు వక్రీభవన సూచిక విలువకు అనుగుణంగా ఉంటుంది. λ =5893 Å (5893 Å తరంగదైర్ఘ్యం కలిగిన కిరణాలు విక్షేపం చెందకుండా ఉండేలా ప్రిజమ్‌లు రూపొందించబడ్డాయి).

కాంపెన్సేటర్ గుండా వెళుతున్న కిరణాలు టెలిస్కోప్ యొక్క లెన్స్‌లోకి ప్రవేశిస్తాయి, ఆపై టెలిస్కోప్ యొక్క ఐపీస్ ద్వారా రివర్సింగ్ ప్రిజం గుండా పరిశీలకుడి కంటిలోకి ప్రవేశిస్తాయి. కిరణాల స్కీమాటిక్ మార్గం అంజీర్‌లో చూపబడింది. 3.

రిఫ్రాక్టోమీటర్ స్కేల్ వక్రీభవన సూచిక మరియు నీటిలో సుక్రోజ్ ద్రావణం యొక్క ఏకాగ్రత యొక్క విలువలలో క్రమాంకనం చేయబడుతుంది మరియు ఇది ఐపీస్ యొక్క ఫోకల్ ప్లేన్‌లో ఉంది.

ప్రయోగాత్మక భాగం

టాస్క్ 1. రిఫ్రాక్టోమీటర్‌ను తనిఖీ చేయడం.

అద్దం ఉపయోగించి కాంతిని వక్రీభవన మీటర్ యొక్క సహాయక ప్రిజంపైకి మళ్లించండి. సహాయక ప్రిజంతో, కొలిచే ప్రిజంపై కొన్ని చుక్కల స్వేదనజలం పైపెట్ చేయండి. సహాయక ప్రిజమ్‌ను తగ్గించడం ద్వారా, వీక్షణ క్షేత్రం యొక్క ఉత్తమ ప్రకాశాన్ని సాధించండి మరియు క్రాస్‌హైర్ మరియు రిఫ్రాక్టివ్ ఇండెక్స్ స్కేల్ స్పష్టంగా కనిపించేలా ఐపీస్‌ను సెట్ చేయండి. కొలిచే ప్రిజం యొక్క కెమెరాను తిప్పడం ద్వారా, మీరు వీక్షణ క్షేత్రంలో కాంతి మరియు నీడ యొక్క సరిహద్దును పొందుతారు. కాంతి మరియు నీడ మధ్య సరిహద్దు యొక్క రంగు తొలగించబడే వరకు కాంపెన్సేటర్ తలని తిప్పండి. క్రాస్‌హైర్ పాయింట్‌తో కాంతి మరియు నీడ సరిహద్దును సమలేఖనం చేయండి మరియు నీటి వక్రీభవన సూచికను కొలవండి n మార్పు . రిఫ్రాక్టోమీటర్ సరిగ్గా పనిచేస్తుంటే, స్వేదనజలం కోసం విలువ ఉండాలి n 0 = 1.333, రీడింగ్‌లు ఈ విలువ నుండి భిన్నంగా ఉంటే, తప్పనిసరిగా సవరణను నిర్ణయించాలి Δn= n మార్పు - 1.333, ఇది రిఫ్రాక్టోమీటర్‌తో మరింత పని చేస్తున్నప్పుడు పరిగణనలోకి తీసుకోవాలి. దయచేసి టేబుల్ 1కి దిద్దుబాట్లు చేయండి.

టేబుల్ 1.

	n 0	n మార్పు	Δ n
ఎన్ 2 గురించి

టాస్క్ 2. ద్రవం యొక్క వక్రీభవన సూచిక యొక్క నిర్ణయం.

తెలిసిన ఏకాగ్రత యొక్క పరిష్కారాల యొక్క వక్రీభవన సూచికలను నిర్ణయించండి, కనుగొనబడిన దిద్దుబాటును పరిగణనలోకి తీసుకోండి.

పట్టిక 2.

సి, వాల్యూమ్. %	n మార్పు	n ist

పొందిన ఫలితాల ఆధారంగా ఏకాగ్రతపై టేబుల్ ఉప్పు ద్రావణాల వక్రీభవన సూచిక యొక్క ఆధారపడటం యొక్క గ్రాఫ్‌ను ప్లాట్ చేయండి. C పై n ఆధారపడటం గురించి ఒక తీర్మానాన్ని గీయండి; రిఫ్రాక్టోమీటర్ ఉపయోగించి కొలతల ఖచ్చితత్వం గురించి తీర్మానాలు చేయండి.

తెలియని ఏకాగ్రత యొక్క ఉప్పు ద్రావణాన్ని తీసుకోండి తో x , దాని వక్రీభవన సూచికను నిర్ణయించండి మరియు పరిష్కారం యొక్క ఏకాగ్రతను కనుగొనడానికి గ్రాఫ్‌ను ఉపయోగించండి.

పని ప్రదేశాన్ని శుభ్రం చేయండి మరియు తడిగా, శుభ్రమైన గుడ్డతో రిఫ్రాక్టోమీటర్ ప్రిజమ్‌లను జాగ్రత్తగా తుడవండి.

నియంత్రణ ప్రశ్నలు

కాంతి యొక్క ప్రతిబింబం మరియు వక్రీభవనం.

మాధ్యమం యొక్క సంపూర్ణ మరియు సాపేక్ష వక్రీభవన సూచికలు.

రిఫ్రాక్టోమీటర్ యొక్క ఆపరేషన్ సూత్రం. స్లైడింగ్ బీమ్ పద్ధతి.

ప్రిజంలో కిరణాల స్కీమాటిక్ మార్గం. కాంపెన్సేటర్ ప్రిజమ్‌లు ఎందుకు అవసరం?

కాంతి యొక్క ప్రచారం, ప్రతిబింబం మరియు వక్రీభవనం

కాంతి స్వభావం విద్యుదయస్కాంతం. శూన్యంలో విద్యుదయస్కాంత తరంగాలు మరియు కాంతి యొక్క వేగం యొక్క యాదృచ్చికం దీనికి ఒక రుజువు.

ఒక సజాతీయ మాధ్యమంలో, కాంతి సరళ రేఖలో ప్రయాణిస్తుంది. ఈ ప్రకటనను కాంతి యొక్క రెక్టిలినియర్ ప్రచారం యొక్క చట్టం అంటారు. ఈ చట్టం యొక్క ప్రయోగాత్మక రుజువు పాయింట్ లైట్ మూలాల ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన పదునైన నీడలు.

కాంతి వ్యాప్తి దిశను సూచించే రేఖాగణిత రేఖను కాంతి కిరణం అంటారు. ఐసోట్రోపిక్ మాధ్యమంలో, కాంతి కిరణాలు వేవ్ ఫ్రంట్‌కు లంబంగా నిర్దేశించబడతాయి.

అదే దశలో డోలనం చేసే మాధ్యమంలోని పాయింట్ల రేఖాగణిత స్థానాన్ని వేవ్ ఉపరితలం అంటారు మరియు ఒక నిర్దిష్ట సమయంలో డోలనం చేరుకున్న పాయింట్ల సమితిని వేవ్ ఫ్రంట్ అంటారు. వేవ్ ఫ్రంట్ రకాన్ని బట్టి, విమానం మరియు గోళాకార తరంగాలు వేరు చేయబడతాయి.

కాంతి ప్రచారం ప్రక్రియను వివరించడానికి, డచ్ భౌతిక శాస్త్రవేత్త H. హ్యూజెన్స్ ప్రతిపాదించిన అంతరిక్షంలో వేవ్ ఫ్రంట్ యొక్క కదలిక గురించి వేవ్ సిద్ధాంతం యొక్క సాధారణ సూత్రం ఉపయోగించబడుతుంది. హ్యూజెన్స్ సూత్రం ప్రకారం, కాంతి ప్రేరేపణ చేరుకునే మాధ్యమంలోని ప్రతి బిందువు గోళాకార ద్వితీయ తరంగాల కేంద్రంగా ఉంటుంది, ఇది కాంతి వేగంతో కూడా వ్యాపిస్తుంది. ఈ ద్వితీయ తరంగాల ముఖభాగాల చుట్టూ ఉన్న ఉపరితలం ఆ సమయంలో వాస్తవానికి ప్రచారం చేసే తరంగం యొక్క ముందు భాగాన్ని ఇస్తుంది.

కాంతి కిరణాలు మరియు కాంతి కిరణాల మధ్య తేడాను గుర్తించడం అవసరం. కాంతి పుంజం అనేది కాంతి తరంగంలో ఒక భాగం, ఇది ఇచ్చిన దిశలో కాంతి శక్తిని తీసుకువెళుతుంది. కాంతి పుంజాన్ని వర్ణించే కాంతి పుంజంతో భర్తీ చేసేటప్పుడు, రెండోది తగినంత ఇరుకైన అక్షంతో సమానంగా తీసుకోవాలి, కానీ అదే సమయంలో పరిమిత వెడల్పు (క్రాస్-సెక్షనల్ కొలతలు తరంగదైర్ఘ్యం కంటే చాలా పెద్దవి) కాంతిని కలిగి ఉండాలి. పుంజం.

భిన్నమైన, కలుస్తున్న మరియు పాక్షిక-సమాంతర కాంతి కిరణాలు ఉన్నాయి. కాంతి కిరణాల పుంజం లేదా కేవలం కాంతి కిరణాలు అనే పదాలు తరచుగా ఉపయోగించబడతాయి, అంటే నిజమైన కాంతి పుంజాన్ని వివరించే కాంతి కిరణాల సమితి.

వాక్యూమ్ c = 3 108 m/sలో కాంతి వేగం సార్వత్రిక స్థిరాంకం మరియు ఫ్రీక్వెన్సీపై ఆధారపడదు. మొదటిసారిగా, డానిష్ శాస్త్రవేత్త ఓ. రోమర్ ఖగోళ శాస్త్ర పద్ధతి ద్వారా కాంతి వేగాన్ని ప్రయోగాత్మకంగా నిర్ణయించారు. మరింత ఖచ్చితంగా, కాంతి వేగాన్ని A. మిచెల్సన్ కొలుస్తారు.

పదార్థంలో కాంతి వేగం శూన్యంలో కంటే తక్కువగా ఉంటుంది. వాక్యూమ్‌లో కాంతి వేగం మరియు ఇచ్చిన మాధ్యమంలో దాని వేగం యొక్క నిష్పత్తిని మాధ్యమం యొక్క సంపూర్ణ వక్రీభవన సూచిక అంటారు:

ఇక్కడ c అనేది శూన్యంలో కాంతి వేగం, v అనేది ఇచ్చిన మాధ్యమంలో కాంతి వేగం. అన్ని పదార్ధాల సంపూర్ణ వక్రీభవన సూచికలు ఐక్యత కంటే ఎక్కువగా ఉంటాయి.

కాంతి మాధ్యమం ద్వారా వ్యాపించినప్పుడు, అది గ్రహించబడుతుంది మరియు చెల్లాచెదురుగా ఉంటుంది మరియు మీడియా మధ్య ఇంటర్‌ఫేస్ వద్ద అది ప్రతిబింబిస్తుంది మరియు వక్రీభవనం చెందుతుంది.

కాంతి ప్రతిబింబం యొక్క నియమం: సంఘటన పుంజం, ప్రతిబింబించే పుంజం మరియు రెండు మాధ్యమాల మధ్య ఇంటర్‌ఫేస్‌కు లంబంగా, పుంజం సంభవించిన ప్రదేశంలో పునరుద్ధరించబడింది, అదే విమానంలో ఉంటుంది; ప్రతిబింబం g యొక్క కోణం a సంఘటన యొక్క కోణానికి సమానం (Fig. 1). ఈ చట్టం ఏదైనా స్వభావం యొక్క తరంగాల ప్రతిబింబం యొక్క చట్టంతో సమానంగా ఉంటుంది మరియు హ్యూజెన్స్ సూత్రం యొక్క పర్యవసానంగా పొందవచ్చు.

కాంతి వక్రీభవన నియమం: సంఘటన కిరణం, వక్రీభవన కిరణం మరియు రెండు మాధ్యమాల మధ్య ఇంటర్‌ఫేస్‌కు లంబంగా, కిరణం సంభవించిన ప్రదేశంలో పునరుద్ధరించబడి, ఒకే విమానంలో ఉంటుంది; కాంతి యొక్క ఇచ్చిన పౌనఃపున్యం కోసం వక్రీభవన కోణం యొక్క సైన్ మరియు సంభవం యొక్క కోణం యొక్క సైన్ నిష్పత్తి మొదటి దానికి సంబంధించి రెండవ మాధ్యమం యొక్క సాపేక్ష వక్రీభవన సూచిక అని పిలువబడే స్థిరమైన విలువ:

కాంతి వక్రీభవనం యొక్క ప్రయోగాత్మకంగా స్థాపించబడిన చట్టం హ్యూజెన్స్ సూత్రం ఆధారంగా వివరించబడింది. తరంగ భావనల ప్రకారం, వక్రీభవనం అనేది ఒక మాధ్యమం నుండి మరొక మాధ్యమానికి వెళ్ళేటప్పుడు తరంగ ప్రచారం యొక్క వేగంలో మార్పుల పరిణామం మరియు సాపేక్ష వక్రీభవన సూచిక యొక్క భౌతిక అర్ధం మొదటి మాధ్యమం v1 నుండి తరంగాల వ్యాప్తి వేగం యొక్క నిష్పత్తి. రెండవ మాధ్యమంలో వారి ప్రచారం యొక్క వేగం

సంపూర్ణ వక్రీభవన సూచికలు n1 మరియు n2 ఉన్న మీడియా కోసం, మొదటి మాధ్యమానికి సంబంధించి రెండవ మాధ్యమం యొక్క సాపేక్ష వక్రీభవన సూచిక మొదటి మాధ్యమం యొక్క సంపూర్ణ వక్రీభవన సూచికకు రెండవ మాధ్యమం యొక్క సంపూర్ణ వక్రీభవన సూచిక యొక్క నిష్పత్తికి సమానంగా ఉంటుంది:

అధిక వక్రీభవన సూచిక ఉన్న మాధ్యమాన్ని ఆప్టికల్‌గా దట్టంగా పిలుస్తారు; దానిలో కాంతి వ్యాప్తి వేగం తక్కువగా ఉంటుంది. కాంతి ఆప్టికల్‌గా దట్టమైన మాధ్యమం నుండి ఆప్టికల్‌గా తక్కువ సాంద్రతకు వెళితే, ఒక నిర్దిష్ట సంఘటన కోణంలో a0 వక్రీభవన కోణం p/2కి సమానంగా ఉండాలి. ఈ సందర్భంలో వక్రీభవన పుంజం యొక్క తీవ్రత సున్నాకి సమానం అవుతుంది. రెండు మాధ్యమాల మధ్య ఇంటర్‌ఫేస్‌పై పడే కాంతి పూర్తిగా దాని నుండి ప్రతిబింబిస్తుంది.

కాంతి యొక్క మొత్తం అంతర్గత ప్రతిబింబం సంభవించే సంఘటనల కోణాన్ని a0 మొత్తం అంతర్గత ప్రతిబింబం యొక్క పరిమితి కోణం అంటారు. సంభవం యొక్క అన్ని కోణాలలో a0కి సమానంగా మరియు అంతకంటే ఎక్కువ, కాంతి యొక్క మొత్తం ప్రతిబింబం ఏర్పడుతుంది.

పరిమితి కోణం యొక్క విలువ సంబంధం నుండి కనుగొనబడింది n2 = 1 (వాక్యూమ్) అయితే, అప్పుడు

2 పదార్ధం యొక్క వక్రీభవన సూచిక అనేది శూన్యంలో మరియు ఇచ్చిన మాధ్యమంలో కాంతి యొక్క దశ వేగం (విద్యుదయస్కాంత తరంగాలు) నిష్పత్తికి సమానమైన విలువ. వారు ఏదైనా ఇతర తరంగాల కోసం వక్రీభవన సూచిక గురించి కూడా మాట్లాడతారు, ఉదాహరణకు, ధ్వని

వక్రీభవన సూచిక పదార్ధం యొక్క లక్షణాలు మరియు రేడియేషన్ యొక్క తరంగదైర్ఘ్యంపై ఆధారపడి ఉంటుంది; కొన్ని పదార్ధాల కోసం, విద్యుదయస్కాంత తరంగాల ఫ్రీక్వెన్సీ తక్కువ పౌనఃపున్యాల నుండి ఆప్టికల్ మరియు అంతకు మించి మారినప్పుడు వక్రీభవన సూచిక చాలా బలంగా మారుతుంది. ఫ్రీక్వెన్సీ స్కేల్ యొక్క నిర్దిష్ట ప్రాంతాలు. డిఫాల్ట్ సాధారణంగా ఆప్టికల్ పరిధిని లేదా సందర్భం ద్వారా నిర్ణయించబడిన పరిధిని సూచిస్తుంది.

కాంతి యొక్క దిశ మరియు ధ్రువణతపై వక్రీభవన సూచిక ఆధారపడి ఉండే ఆప్టికల్‌గా అనిసోట్రోపిక్ పదార్థాలు ఉన్నాయి. ఇటువంటి పదార్థాలు చాలా సాధారణం, ప్రత్యేకించి, అవన్నీ క్రిస్టల్ లాటిస్ యొక్క చాలా తక్కువ సమరూపత కలిగిన స్ఫటికాలు, అలాగే యాంత్రిక వైకల్యానికి గురయ్యే పదార్థాలు.

వక్రీభవన సూచిక మాధ్యమం యొక్క అయస్కాంత మరియు విద్యుద్వాహక స్థిరాంకాల ఉత్పత్తి యొక్క మూలంగా వ్యక్తీకరించబడుతుంది

(ఆసక్తి యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ పరిధికి అయస్కాంత పారగమ్యత మరియు సంపూర్ణ విద్యుద్వాహక స్థిరాంకం యొక్క విలువలు - ఉదాహరణకు, ఆప్టికల్ - ఈ విలువల యొక్క స్టాటిక్ విలువ నుండి చాలా తేడా ఉంటుందని పరిగణనలోకి తీసుకోవాలి).

వక్రీభవన సూచికను కొలవడానికి, మాన్యువల్ మరియు ఆటోమేటిక్ రిఫ్రాక్టోమీటర్లు ఉపయోగించబడతాయి. సజల ద్రావణంలో చక్కెర సాంద్రతను నిర్ణయించడానికి రిఫ్రాక్టోమీటర్‌ను ఉపయోగించినప్పుడు, పరికరాన్ని శాచరిమీటర్ అంటారు.

పుంజం మీడియం A నుండి మీడియం Bకి వెళ్ళినప్పుడు పుంజం యొక్క సంభవం యొక్క కోణం () వక్రీభవన కోణం () యొక్క సైన్ యొక్క నిష్పత్తిని ఈ జంట మాధ్యమానికి సాపేక్ష వక్రీభవన సూచిక అంటారు.

n అనేది మీడియం Aకి సంబంధించి మీడియం B యొక్క సాపేక్ష వక్రీభవన సూచిక, аn" = 1/n అనేది మీడియం Bకి సంబంధించి మీడియం A యొక్క సాపేక్ష వక్రీభవన సూచిక.

ఈ విలువ, ఇతర అంశాలు సమానంగా ఉండటం వలన, ఒక పుంజం మరింత దట్టమైన మాధ్యమం నుండి తక్కువ దట్టమైన మాధ్యమానికి వెళ్ళినప్పుడు సాధారణంగా ఐక్యత కంటే తక్కువగా ఉంటుంది మరియు తక్కువ సాంద్రత కలిగిన మాధ్యమం నుండి దట్టమైన మాధ్యమానికి ఒక పుంజం వెళ్ళినప్పుడు ఐక్యత కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది (ఉదాహరణకు, నుండి ఒక వాయువు లేదా వాక్యూమ్ నుండి ద్రవం లేదా ఘనం వరకు). ఈ నియమానికి మినహాయింపులు ఉన్నాయి మరియు అందువల్ల ఒక మాధ్యమాన్ని ఆప్టికల్‌గా మరొకదాని కంటే ఎక్కువ లేదా తక్కువ సాంద్రత అని పిలవడం ఆచారం (మీడియం యొక్క అస్పష్టత యొక్క కొలతగా ఆప్టికల్ సాంద్రతతో గందరగోళం చెందకూడదు).

గాలిలేని ప్రదేశం నుండి కొంత మాధ్యమం B యొక్క ఉపరితలంపైకి పడే కిరణం మరొక మాధ్యమం A నుండి దానిపై పడినప్పుడు కంటే బలంగా వక్రీభవనం చెందుతుంది; గాలిలేని ప్రదేశం నుండి ఒక మాధ్యమంపై కిరణ సంఘటన యొక్క వక్రీభవన సూచికను దాని సంపూర్ణ వక్రీభవన సూచిక లేదా ఇచ్చిన మాధ్యమం యొక్క వక్రీభవన సూచిక అంటారు; ఇది వక్రీభవన సూచిక, దీని నిర్వచనం వ్యాసం ప్రారంభంలో ఇవ్వబడింది. సాధారణ పరిస్థితుల్లో గాలితో సహా ఏదైనా వాయువు యొక్క వక్రీభవన సూచిక ద్రవాలు లేదా ఘనపదార్థాల వక్రీభవన సూచిక కంటే చాలా తక్కువగా ఉంటుంది, కాబట్టి, సుమారుగా (మరియు సాపేక్షంగా మంచి ఖచ్చితత్వంతో) సంపూర్ణ వక్రీభవన సూచిక గాలికి సంబంధించి వక్రీభవన సూచిక ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది.

అన్నం. 3. జోక్యం రిఫ్రాక్టోమీటర్ యొక్క ఆపరేటింగ్ సూత్రం. కాంతి పుంజం విభజించబడింది, తద్వారా దాని రెండు భాగాలు వేర్వేరు వక్రీభవన సూచికలతో పదార్థాలతో నిండిన పొడవు l యొక్క cuvettes గుండా వెళతాయి. క్యూవెట్‌ల నుండి నిష్క్రమించే సమయంలో, కిరణాలు ఒక నిర్దిష్ట మార్గ వ్యత్యాసాన్ని పొందుతాయి మరియు ఒకదానితో ఒకటి తీసుకురాబడి, k ఆర్డర్‌లతో (కుడివైపున క్రమపద్ధతిలో చూపబడింది) జోక్యం మాగ్జిమా మరియు మినిమా యొక్క చిత్రాన్ని తెరపై ఇస్తుంది. వక్రీభవన సూచిక వ్యత్యాసం Dn=n2 –n1 =kl/2, ఇక్కడ l అనేది కాంతి తరంగదైర్ఘ్యం.

రిఫ్రాక్టోమీటర్లు పదార్ధాల వక్రీభవన సూచికను కొలవడానికి ఉపయోగించే సాధనాలు. రిఫ్రాక్టోమీటర్ యొక్క ఆపరేటింగ్ సూత్రం మొత్తం ప్రతిబింబం యొక్క దృగ్విషయం మీద ఆధారపడి ఉంటుంది. కాంతి యొక్క చెల్లాచెదురుగా ఉన్న పుంజం వక్రీభవన సూచికలతో రెండు మాధ్యమాల మధ్య ఇంటర్‌ఫేస్‌పై పడితే మరియు మరింత ఆప్టికల్‌గా దట్టమైన మాధ్యమం నుండి, ఒక నిర్దిష్ట కోణం నుండి ప్రారంభించి, కిరణాలు రెండవ మాధ్యమంలోకి ప్రవేశించవు, కానీ పూర్తిగా ప్రతిబింబిస్తాయి. మొదటి మాధ్యమంలో ఇంటర్‌ఫేస్. ఈ కోణాన్ని మొత్తం ప్రతిబింబం యొక్క పరిమితి కోణం అంటారు. ఈ ఉపరితలం యొక్క నిర్దిష్ట ప్రవాహంలో పడిపోయినప్పుడు కిరణాల ప్రవర్తనను మూర్తి 1 చూపుతుంది. పుంజం తీవ్ర కోణంలో వస్తుంది. వక్రీభవన చట్టం నుండి మనం నిర్ణయించవచ్చు: , (నుండి).

పరిమితి కోణం యొక్క పరిమాణం రెండు మాధ్యమాల సాపేక్ష వక్రీభవన సూచికపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఉపరితలం నుండి ప్రతిబింబించే కిరణాలు సేకరించే లెన్స్‌కి మళ్ళించబడితే, లెన్స్ యొక్క ఫోకల్ ప్లేన్‌లో మీరు కాంతి మరియు పెనుంబ్రా యొక్క సరిహద్దును చూడవచ్చు మరియు ఈ సరిహద్దు యొక్క స్థానం పరిమితి కోణం యొక్క విలువపై ఆధారపడి ఉంటుంది మరియు అందువలన వక్రీభవన సూచిక. మాధ్యమాలలో ఒకదాని యొక్క వక్రీభవన సూచికలో మార్పు ఇంటర్ఫేస్ స్థానంలో మార్పును కలిగిస్తుంది. కాంతి మరియు నీడ మధ్య ఇంటర్ఫేస్ వక్రీభవన సూచికను నిర్ణయించేటప్పుడు సూచికగా ఉపయోగపడుతుంది, ఇది రిఫ్రాక్టోమీటర్లలో ఉపయోగించబడుతుంది. వక్రీభవన సూచికను నిర్ణయించే ఈ పద్ధతిని మొత్తం ప్రతిబింబ పద్ధతి అంటారు

మొత్తం ప్రతిబింబ పద్ధతికి అదనంగా, రిఫ్రాక్టోమీటర్లు మేత పుంజం పద్ధతిని ఉపయోగిస్తాయి. ఈ పద్ధతిలో, కాంతి యొక్క చెల్లాచెదురుగా ఉన్న పుంజం అన్ని సాధ్యమైన కోణాలలో తక్కువ ఆప్టికల్ దట్టమైన మాధ్యమం నుండి సరిహద్దును తాకుతుంది (Fig. 2). ఉపరితలం వెంట స్లైడింగ్ కిరణం () వక్రీభవన పరిమితి కోణానికి అనుగుణంగా ఉంటుంది (అంజీర్ 2లోని కిరణం). ఉపరితలంపై వక్రీభవించిన కిరణాల () మార్గంలో మనం లెన్స్‌ను ఉంచినట్లయితే, లెన్స్ యొక్క ఫోకల్ ప్లేన్‌లో మనం కాంతి మరియు నీడ మధ్య పదునైన సరిహద్దును కూడా చూస్తాము.

అన్నం. 2

పరిమితి కోణం యొక్క విలువను నిర్ణయించే పరిస్థితులు రెండు పద్ధతులలో ఒకే విధంగా ఉంటాయి కాబట్టి, ఇంటర్ఫేస్ యొక్క స్థానం ఒకే విధంగా ఉంటుంది. రెండు పద్ధతులు సమానంగా ఉంటాయి, కానీ మొత్తం ప్రతిబింబ పద్ధతి అపారదర్శక పదార్ధాల వక్రీభవన సూచికను కొలవడానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది

త్రిభుజాకార ప్రిజంలో కిరణాల మార్గం

మూర్తి 9 ఒక గ్లాస్ ప్రిజం యొక్క క్రాస్ సెక్షన్‌ను దాని వైపు అంచులకు లంబంగా ఉన్న విమానంతో చూపిస్తుంది. ప్రిజంలోని పుంజం బేస్ వైపు మళ్ళించబడుతుంది, OA మరియు 0B అంచుల వద్ద వక్రీభవనం చెందుతుంది. ఈ ముఖాల మధ్య ఉన్న కోణాన్ని ప్రిజం యొక్క వక్రీభవన కోణం అంటారు. పుంజం యొక్క విక్షేపం కోణం prismj యొక్క వక్రీభవన కోణం, ప్రిజం పదార్థం యొక్క వక్రీభవన సూచిక n మరియు ఇన్సిడెన్సీ కోణంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఇది వక్రీభవన నియమాన్ని (1.4) ఉపయోగించి లెక్కించవచ్చు.

రిఫ్రాక్టోమీటర్ తెల్లని కాంతి మూలాన్ని ఉపయోగిస్తుంది 3. చెదరగొట్టడం వల్ల, కాంతి ప్రిజమ్స్ 1 మరియు 2 గుండా వెళుతున్నప్పుడు, కాంతి మరియు నీడ యొక్క సరిహద్దు రంగుగా మారుతుంది. దీనిని నివారించడానికి, ఒక కాంపెన్సేటర్ 4 టెలిస్కోప్ లెన్స్ ముందు ఉంచబడుతుంది.ఇది రెండు ఒకేలా ఉండే ప్రిజమ్‌లను కలిగి ఉంటుంది, వీటిలో ప్రతి ఒక్కటి వేర్వేరు రిఫ్రాక్టివ్ ఇండెక్స్‌లతో మూడు ప్రిజమ్‌ల నుండి అతుక్కొని ఉంటుంది. తరంగదైర్ఘ్యంతో ఏకవర్ణ పుంజం ఉండేలా ప్రిజమ్‌లు ఎంపిక చేయబడతాయి = 589.3 µm. (సోడియం పసుపు గీత తరంగదైర్ఘ్యం) విక్షేపం కాంపెన్సేటర్‌ను దాటిన తర్వాత పరీక్షించబడలేదు. ఇతర తరంగదైర్ఘ్యాలతో కూడిన కిరణాలు వేర్వేరు దిశల్లో ప్రిజమ్‌ల ద్వారా విక్షేపం చెందుతాయి. ప్రత్యేక హ్యాండిల్‌ని ఉపయోగించి కాంపెన్సేటర్ ప్రిజమ్‌లను తరలించడం ద్వారా, కాంతి మరియు చీకటి మధ్య సరిహద్దు వీలైనంత స్పష్టంగా ఉండేలా చూస్తాము.

కాంతి కిరణాలు, కాంపెన్సేటర్‌ను దాటి, టెలిస్కోప్ యొక్క లెన్స్ 6లోకి ప్రవేశిస్తాయి. లైట్-షాడో ఇంటర్‌ఫేస్ యొక్క చిత్రం టెలిస్కోప్ యొక్క ఐపీస్ 7 ద్వారా వీక్షించబడుతుంది. అదే సమయంలో, స్కేల్ 8 ఐపీస్ ద్వారా వీక్షించబడుతుంది. వక్రీభవన పరిమితి కోణం మరియు మొత్తం ప్రతిబింబం యొక్క పరిమితి కోణం ద్రవ వక్రీభవన సూచికపై ఆధారపడి ఉంటుంది కాబట్టి, ఈ వక్రీభవన సూచిక యొక్క విలువలు వెంటనే రిఫ్రాక్టోమీటర్ స్కేల్‌పై గుర్తించబడతాయి. .

రిఫ్రాక్టోమీటర్ యొక్క ఆప్టికల్ సిస్టమ్ కూడా తిరిగే ప్రిజం 5ని కలిగి ఉంటుంది. ఇది టెలిస్కోప్ యొక్క అక్షాన్ని ప్రిజమ్స్ 1 మరియు 2 లకు లంబంగా ఉంచడానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది, ఇది పరిశీలనను మరింత సౌకర్యవంతంగా చేస్తుంది.

కాంతి దాని స్వభావం ద్వారా వివిధ మాధ్యమాల ద్వారా వివిధ వేగంతో ప్రయాణిస్తుంది. దట్టమైన మాధ్యమం, దానిలో కాంతి ప్రచారం యొక్క వేగం తక్కువగా ఉంటుంది. పదార్థం యొక్క సాంద్రత మరియు ఆ పదార్థంలో కాంతి వ్యాప్తి వేగం రెండింటికి సంబంధించి తగిన కొలత ఏర్పాటు చేయబడింది. ఈ కొలతను రిఫ్రాక్టివ్ ఇండెక్స్ అంటారు. ఏదైనా పదార్థానికి, వక్రీభవన సూచిక శూన్యంలోని కాంతి వేగానికి సంబంధించి కొలుస్తారు (వాక్యూమ్‌ను తరచుగా ఖాళీ స్థలం అంటారు). కింది సూత్రం ఈ సంబంధాన్ని వివరిస్తుంది.

పదార్థం యొక్క వక్రీభవన సూచిక ఎక్కువ, అది దట్టంగా ఉంటుంది. కాంతి కిరణం ఒక పదార్థం నుండి మరొక పదార్థానికి (వేరొక వక్రీభవన సూచికతో) వెళ్ళినప్పుడు, వక్రీభవన కోణం సంఘటనల కోణం నుండి భిన్నంగా ఉంటుంది. తక్కువ వక్రీభవన సూచికతో మాధ్యమంలోకి చొచ్చుకుపోయే కాంతి కిరణం సంఘటన కోణం కంటే ఎక్కువ కోణంలో నిష్క్రమిస్తుంది. అధిక వక్రీభవన సూచికతో మాధ్యమంలోకి చొచ్చుకుపోయే కాంతి కిరణం సంఘటన కోణం కంటే తక్కువ కోణంలో నిష్క్రమిస్తుంది. ఇది అంజీర్‌లో చూపబడింది. 3.5

అన్నం. 3.5.ఎ. బీమ్ అధిక N 1 మాధ్యమం నుండి తక్కువ N 2 మీడియంకు వెళుతుంది

అన్నం. 3.5.బి. తక్కువ N 1 మీడియం నుండి అధిక N 2 మీడియంకు వెళుతున్న కిరణం

ఈ సందర్భంలో, θ 1 అనేది సంఘటనల కోణం, మరియు θ 2 అనేది వక్రీభవన కోణం. కొన్ని సాధారణ వక్రీభవన సూచికలు క్రింద ఇవ్వబడ్డాయి.

X- కిరణాల కోసం గాజు యొక్క వక్రీభవన సూచిక ఎల్లప్పుడూ గాలి కంటే తక్కువగా ఉంటుందని గమనించడం ఆసక్తికరంగా ఉంటుంది, కాబట్టి గాలి నుండి గాజులోకి వెళ్ళేటప్పుడు అవి కాంతి కిరణాల వలె లంబంగా కాకుండా లంబంగా దూరంగా ఉంటాయి.

వక్రీభవన కోణం యొక్క సైన్ మరియు సంఘటనల కోణం యొక్క సైన్ నిష్పత్తి కంటే మరేమీ లేదు

వక్రీభవన సూచిక పదార్ధం యొక్క లక్షణాలు మరియు రేడియేషన్ యొక్క తరంగదైర్ఘ్యంపై ఆధారపడి ఉంటుంది; కొన్ని పదార్ధాల కోసం, విద్యుదయస్కాంత తరంగాల ఫ్రీక్వెన్సీ తక్కువ పౌనఃపున్యాల నుండి ఆప్టికల్ మరియు అంతకు మించి మారినప్పుడు వక్రీభవన సూచిక చాలా బలంగా మారుతుంది. ఫ్రీక్వెన్సీ స్కేల్ యొక్క నిర్దిష్ట ప్రాంతాలు. డిఫాల్ట్ సాధారణంగా ఆప్టికల్ పరిధిని లేదా సందర్భం ద్వారా నిర్ణయించబడిన పరిధిని సూచిస్తుంది.

n విలువ, ఇతర అంశాలు సమానంగా ఉంటాయి, సాధారణంగా ఒక పుంజం మరింత దట్టమైన మాధ్యమం నుండి తక్కువ సాంద్రత కలిగిన మాధ్యమానికి వెళ్లినప్పుడు ఒకటి కంటే తక్కువగా ఉంటుంది మరియు తక్కువ సాంద్రత కలిగిన మాధ్యమం నుండి దట్టమైన మాధ్యమానికి ఒక పుంజం వెళ్ళినప్పుడు ఒకటి కంటే ఎక్కువ ఉంటుంది (ఉదాహరణకు , వాయువు నుండి లేదా వాక్యూమ్ నుండి ద్రవం లేదా ఘనం వరకు ). ఈ నియమానికి మినహాయింపులు ఉన్నాయి మరియు అందువల్ల ఒక మాధ్యమాన్ని ఆప్టికల్‌గా మరొకదాని కంటే ఎక్కువ లేదా తక్కువ సాంద్రత అని పిలవడం ఆచారం (మీడియం యొక్క అస్పష్టత యొక్క కొలతగా ఆప్టికల్ సాంద్రతతో గందరగోళం చెందకూడదు).

పట్టిక కొన్ని మీడియా కోసం కొన్ని వక్రీభవన సూచిక విలువలను చూపుతుంది:

అధిక వక్రీభవన సూచిక కలిగిన మాధ్యమాన్ని ఆప్టికల్‌గా దట్టమైనది అంటారు. గాలికి సంబంధించి వివిధ మాధ్యమాల వక్రీభవన సూచిక సాధారణంగా కొలుస్తారు. గాలి యొక్క సంపూర్ణ వక్రీభవన సూచిక. అందువల్ల, ఏదైనా మాధ్యమం యొక్క సంపూర్ణ వక్రీభవన సూచిక సూత్రం ద్వారా గాలికి సంబంధించి దాని వక్రీభవన సూచికకు సంబంధించినది:

వక్రీభవన సూచిక కాంతి తరంగదైర్ఘ్యంపై ఆధారపడి ఉంటుంది, అంటే దాని రంగుపై ఆధారపడి ఉంటుంది. వేర్వేరు రంగులు వేర్వేరు వక్రీభవన సూచికలకు అనుగుణంగా ఉంటాయి. డిస్పర్షన్ అని పిలువబడే ఈ దృగ్విషయం ఆప్టిక్స్‌లో ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తుంది.