In Ihrem Physikkurs der 8. Klasse haben Sie etwas über das Phänomen der Lichtbrechung gelernt. Jetzt wissen Sie, dass es sich bei Licht um elektromagnetische Wellen eines bestimmten Frequenzbereichs handelt. Basierend auf dem Wissen über die Natur des Lichts können Sie die physikalische Ursache der Brechung verstehen und viele andere damit verbundene Lichtphänomene erklären.
Reis. 141. Beim Übergang von einem Medium zum anderen wird der Strahl gebrochen, d.h. ändert die Ausbreitungsrichtung
Nach dem Gesetz der Lichtbrechung (Abb. 141):
- die einfallenden, gebrochenen und senkrechten Strahlen, die am Einfallspunkt des Strahls zur Grenzfläche zwischen zwei Medien gezogen werden, liegen in derselben Ebene; Das Verhältnis des Sinus des Einfallswinkels zum Sinus des Brechungswinkels ist für diese beiden Medien ein konstanter Wert
wobei n 21 der relative Brechungsindex des zweiten Mediums relativ zum ersten ist.
Wenn der Strahl aus dem Vakuum in ein beliebiges Medium gelangt, dann
wobei n der absolute Brechungsindex (oder einfach Brechungsindex) des zweiten Mediums ist. In diesem Fall ist das erste „Medium“ das Vakuum, dessen Absolutwert als Einheit angenommen wird.
Das Gesetz der Lichtbrechung wurde 1621 vom niederländischen Wissenschaftler Willebord Snellius experimentell entdeckt. Das Gesetz wurde in einer Abhandlung über Optik formuliert, die nach seinem Tod in den Papieren des Wissenschaftlers gefunden wurde.
Nach Snells Entdeckung stellten mehrere Wissenschaftler die Hypothese auf, dass die Brechung des Lichts auf eine Änderung seiner Geschwindigkeit beim Durchgang durch die Grenze zweier Medien zurückzuführen sei. Die Gültigkeit dieser Hypothese wurde durch theoretische Beweise bestätigt, die unabhängig voneinander vom französischen Mathematiker Pierre Fermat (1662) und dem niederländischen Physiker Christiaan Huygens (1690) durchgeführt wurden. Auf veschiedenen Wegen Sie kamen zum gleichen Ergebnis und bewiesen dies
- Das Verhältnis des Sinus des Einfallswinkels zum Sinus des Brechungswinkels ist für diese beiden Medien ein konstanter Wert, der dem Verhältnis der Lichtgeschwindigkeiten in diesen Medien entspricht:
(3)
Aus Gleichung (3) folgt, dass sich Licht einer bestimmten Frequenz im zweiten Medium langsamer ausbreitet als im ersten, wenn der Brechungswinkel β kleiner als der Einfallswinkel a ist, d.h. V 2 Der Zusammenhang zwischen den in Gleichung (3) enthaltenen Größen diente als zwingender Grund für die Entstehung einer anderen Formulierung zur Definition des relativen Brechungsindex: n 21 = v 1 / v 2 (4) Lassen Sie einen Lichtstrahl aus einem Vakuum in ein Medium gelangen. Wenn wir in Gleichung (4) v1 durch die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum c und v 2 durch die Lichtgeschwindigkeit in einem Medium v ersetzen, erhalten wir Gleichung (5), die die Definition des absoluten Brechungsindex ist: Gemäß den Gleichungen (4) und (5) zeigt n 21, wie oft sich die Lichtgeschwindigkeit ändert, wenn es von einem Medium in ein anderes übergeht, und n – beim Übergang vom Vakuum zum Medium. Dies ist die physikalische Bedeutung von Brechungsindizes. Der Wert des absoluten Brechungsindex n eines Stoffes ist größer als eins (dies wird durch die Daten in den Tabellen der physikalischen Nachschlagewerke bestätigt). Dann ist nach Gleichung (5) c/v > 1 und c > v, d. h. die Lichtgeschwindigkeit in jeder Substanz ist kleiner als die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum. Ohne strenge Begründungen anzugeben (sie sind komplex und umständlich), stellen wir fest, dass der Grund für die Abnahme der Lichtgeschwindigkeit beim Übergang vom Vakuum zur Materie in der Wechselwirkung der Lichtwelle mit Atomen und Molekülen der Materie liegt. Je größer die optische Dichte eines Stoffes ist, desto stärker ist diese Wechselwirkung, desto geringer ist die Lichtgeschwindigkeit und desto höher ist der Brechungsindex. Somit werden die Lichtgeschwindigkeit in einem Medium und der absolute Brechungsindex durch die Eigenschaften dieses Mediums bestimmt. Anhand der Zahlenwerte der Brechungsindizes von Stoffen können deren optische Dichten verglichen werden. Beispielsweise liegt der Brechungsindex verschiedener Glasarten zwischen 1,470 und 2,040 und der Brechungsindex von Wasser beträgt 1,333. Das bedeutet, dass Glas ein Medium ist, das optisch dichter ist als Wasser. Wenden wir uns Abbildung 142 zu, mit deren Hilfe wir erklären können, warum sich an der Grenze zweier Medien bei einer Geschwindigkeitsänderung auch die Ausbreitungsrichtung der Lichtwelle ändert. Reis. 142. Wenn Lichtwellen von der Luft ins Wasser gelangen, nimmt die Lichtgeschwindigkeit ab, die Front der Welle und damit ihre Geschwindigkeit ändert ihre Richtung Die Abbildung zeigt eine Lichtwelle, die von Luft in Wasser übergeht und unter einem Winkel a auf die Grenzfläche zwischen diesen Medien trifft. In der Luft bewegt sich Licht mit der Geschwindigkeit v 1, im Wasser mit der geringeren Geschwindigkeit v 2. Punkt A der Welle erreicht zuerst die Grenze. Über einen Zeitraum Δt erreicht Punkt B, der sich in der Luft mit der gleichen Geschwindigkeit v 1 bewegt, Punkt B.“ Gleichzeitig legt Punkt A, der sich im Wasser mit einer geringeren Geschwindigkeit v 2 bewegt, eine kürzere Strecke zurück und erreicht nur Punkt A.“ In diesem Fall wird die sogenannte Front der AB-Welle im Wasser um einen bestimmten Winkel relativ zur Front der AB-Welle in der Luft gedreht. Und der Geschwindigkeitsvektor (der immer senkrecht zur Vorderseite der Welle steht und mit der Ausbreitungsrichtung übereinstimmt) dreht sich und nähert sich der Geraden OO", senkrecht zur Grenzfläche zwischen den Medien. In diesem Fall ist der Brechungswinkel β kleiner als der Einfallswinkel α ist. Dadurch kommt es zur Lichtbrechung. Aus der Abbildung wird auch deutlich, dass sich beim Übergang in ein anderes Medium und Drehung der Wellenfront auch die Wellenlänge ändert: beim Übergang in ein optisch stärkeres dichtes Medium die Geschwindigkeit nimmt ab, auch die Wellenlänge nimmt ab (λ 2< λ 1). Это согласуется и с известной вам формулой λ = V/v, из которой следует, что при неизменной частоте v (которая не зависит от плотности среды и поэтому не меняется при переходе луча из одной среды в другую) уменьшение скорости распространения волны сопровождается пропорциональным уменьшением длины волны. Die Brechung ist eine bestimmte abstrakte Zahl, die das Brechungsvermögen jedes transparenten Mediums charakterisiert. Es ist üblich, es mit n zu bezeichnen. Es gibt den absoluten Brechungsindex und den relativen Index. Die erste wird nach einer von zwei Formeln berechnet: n = sin α / sin β = const (wobei sin α der Sinus des Einfallswinkels und sin β der Sinus des Lichtstrahls ist, der aus dem Nichts in das betrachtete Medium eintritt) n = c / υ λ (wobei c die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum ist, υ λ die Lichtgeschwindigkeit im untersuchten Medium). Hier zeigt die Berechnung, wie oft Licht seine Ausbreitungsgeschwindigkeit im Moment des Übergangs vom Vakuum in ein transparentes Medium ändert. Dadurch wird der Brechungsindex (absolut) bestimmt. Um den relativen Wert herauszufinden, verwenden Sie die Formel: Das heißt, es werden die absoluten Brechungsindizes von Stoffen unterschiedlicher Dichte wie Luft und Glas berücksichtigt. Im Allgemeinen sind die absoluten Koeffizienten eines jeden Körpers, egal ob gasförmig, flüssig oder fest, immer größer als 1. Grundsätzlich liegen ihre Werte zwischen 1 und 2. Nur in Ausnahmefällen kann dieser Wert größer als 2 sein. Die Bedeutung dieses Parameters für einige Umgebungen ist: Auf die härteste natürliche Substanz der Erde, den Diamanten, angewendet, beträgt dieser Wert 2,42. Sehr oft ist es bei der Durchführung wissenschaftlicher Forschung usw. erforderlich, den Brechungsindex von Wasser zu kennen. Dieser Parameter ist 1,334. Da die Wellenlänge natürlich ein variabler Indikator ist, wird dem Buchstaben n ein Index zugeordnet. Sein Wert hilft zu verstehen, zu welcher Welle des Spektrums dieser Koeffizient gehört. Betrachtet man dieselbe Substanz, nimmt jedoch mit zunehmender Lichtwellenlänge der Brechungsindex ab. Dieser Umstand führt dazu, dass Licht beim Durchgang durch eine Linse, ein Prisma usw. in ein Spektrum zerlegt wird. Anhand des Brechungsindex können Sie beispielsweise feststellen, wie viel von einem Stoff in einem anderen gelöst ist. Dies kann beispielsweise beim Brauen nützlich sein oder wenn Sie die Konzentration von Zucker, Früchten oder Beeren im Saft wissen müssen. Dieser Indikator ist sowohl bei der Bestimmung der Qualität von Erdölprodukten als auch bei Schmuck wichtig, wenn die Echtheit eines Steins usw. nachgewiesen werden muss. Ohne die Verwendung jeglicher Substanz ist die im Okular des Geräts sichtbare Skala vollständig blau. Wenn Sie normales destilliertes Wasser auf das Prisma tropfen und das Instrument richtig kalibriert ist, wird die Grenze zwischen Blau und weiße Blumen wird strikt an der Nullmarke passieren. Bei der Untersuchung einer anderen Substanz verschiebt sich diese entlang der Skala entsprechend dem für sie charakteristischen Brechungsindex. Ticket 75. Gesetz der Lichtreflexion: Der einfallende und der reflektierte Strahl sowie die am Einfallspunkt des Strahls rekonstruierte Senkrechte zur Grenzfläche zwischen den beiden Medien liegen in derselben Ebene (Einfallsebene). Der Reflexionswinkel γ ist gleich dem Einfallswinkel α. Gesetz der Lichtbrechung: Der einfallende und der gebrochene Strahl sowie die am Einfallspunkt des Strahls rekonstruierte Senkrechte zur Grenzfläche zwischen den beiden Medien liegen in derselben Ebene. Das Verhältnis des Sinus des Einfallswinkels α zum Sinus des Brechungswinkels β ist für zwei gegebene Medien ein konstanter Wert: Die Gesetze der Reflexion und Brechung werden in erklärt Wellenphysik. Nach Wellenkonzepten ist die Brechung eine Folge von Änderungen der Ausbreitungsgeschwindigkeit von Wellen beim Übergang von einem Medium in ein anderes. Physikalische Bedeutung des Brechungsindex ist das Verhältnis der Ausbreitungsgeschwindigkeit von Wellen im ersten Medium υ 1 zur Geschwindigkeit ihrer Ausbreitung im zweiten Medium υ 2: Abbildung 3.1.1 veranschaulicht die Gesetze der Reflexion und Brechung von Licht. Ein Medium mit einem niedrigeren absoluten Brechungsindex wird als optisch weniger dicht bezeichnet. Wenn Licht von einem optisch dichteren Medium in ein optisch weniger dichtes Medium übergeht n 2< n 1
(например, из стекла в воздух) можно
наблюдать Phänomen der Totalreflexion, also das Verschwinden des gebrochenen Strahls. Dieses Phänomen wird bei Einfallswinkeln beobachtet, die einen bestimmten kritischen Winkel α pr überschreiten, der als bezeichnet wird Grenzwinkel der Totalreflexion(siehe Abb. 3.1.2). Für den Einfallswinkel α = α pr sin β = 1; Wert sin α pr = n 2 / n 1< 1. Wenn das zweite Medium Luft ist (n 2 ≈ 1), dann ist es zweckmäßig, die Formel in das Formular umzuschreiben Das Phänomen der Totalreflexion wird in vielen optischen Geräten genutzt. Das Interessanteste und Praktischste wichtige Anwendung ist die Schaffung von Faserlichtleitern, bei denen es sich um dünne (von mehreren Mikrometern bis zu Millimetern) beliebig gebogene Fäden aus optisch transparentem Material (Glas, Quarz) handelt. Licht, das auf das Ende des Lichtleiters fällt, kann sich aufgrund der Totalreflexion an den Seitenflächen über weite Strecken entlang des Lichtleiters ausbreiten (Abbildung 3.1.3). Die wissenschaftliche und technische Richtung bei der Entwicklung und Anwendung optischer Lichtleiter wird als Faseroptik bezeichnet. Lichtstreuung (Lichtzerlegung)- Dies ist ein Phänomen, das durch die Abhängigkeit des absoluten Brechungsindex einer Substanz von der Frequenz (oder Wellenlänge) des Lichts (Frequenzdispersion) oder, dasselbe, durch die Abhängigkeit der Phasengeschwindigkeit des Lichts in einer Substanz von der verursacht wird Wellenlänge (oder Frequenz). Es wurde um 1672 von Newton experimentell entdeckt, obwohl es viel später theoretisch recht gut erklärt wurde. Räumliche Streuung nennt man die Abhängigkeit des Dielektrizitätskonstantentensors des Mediums vom Wellenvektor. Diese Abhängigkeit verursacht eine Reihe von Phänomenen, die als räumliche Polarisationseffekte bezeichnet werden. Einer der meisten anschauliche Beispiele Abweichungen - Weißlichtzersetzung beim Durchgang durch ein Prisma (Newtons Experiment). Das Wesen des Dispersionsphänomens ist der Unterschied in der Ausbreitungsgeschwindigkeit von Lichtstrahlen unterschiedlicher Wellenlänge in einer transparenten Substanz – einem optischen Medium (während im Vakuum die Lichtgeschwindigkeit unabhängig von der Wellenlänge und damit der Farbe immer gleich ist). Typischerweise gilt: Je höher die Frequenz einer Lichtwelle, desto höher ist der Brechungsindex des Mediums dafür und desto geringer ist die Geschwindigkeit der Welle im Medium: Newtons Experimente Experiment zur Zerlegung von weißem Licht in ein Spektrum: Schlussfolgerungen:- Ein Prisma zerlegt Licht. - Weißes Licht ist komplex (zusammengesetzt). - Violette Strahlen werden stärker gebrochen als rote. Die Farbe eines Lichtstrahls wird durch seine Schwingungsfrequenz bestimmt. Beim Übergang von einem Medium zum anderen ändern sich Lichtgeschwindigkeit und Wellenlänge, die Frequenz, die die Farbe bestimmt, bleibt jedoch konstant. Die Grenzen der Bereiche des weißen Lichts und seiner Komponenten werden üblicherweise durch ihre Wellenlängen im Vakuum charakterisiert. weißes Licht ist eine Reihe von Wellen mit Längen von 380 bis 760 nm. Ticket 77. Absorption von Licht. Bouguers Gesetz Die Absorption von Licht in Materie ist mit der Umwandlung der Energie des elektromagnetischen Feldes in eine Welle verbunden Wärmeenergie Substanzen (oder in die Energie sekundärer Photolumineszenzstrahlung). Das Gesetz der Lichtabsorption (Bouguer-Gesetz) hat die Form: Ich=ich 0
exp(-
X),(1) Wo ICH 0
,
ICH-Lichtintensität am Eingang (x=0) und die Schicht mittlerer Dicke belassen X,
-
Absorptionskoeffizient, es kommt darauf an .
Für Dielektrika =10
-1
10
-5
M -1
, für Metalle =10
5
10
7
M -1
,
Daher sind Metalle lichtundurchlässig. Abhängigkeit (
)
erklärt die Farbe absorbierender Körper. Glas, das beispielsweise rotes Licht schlecht absorbiert, erscheint rot, wenn es mit weißem Licht beleuchtet wird. Streuung von Licht. Rayleighs Gesetz Lichtbeugung kann in einem optisch inhomogenen Medium auftreten, beispielsweise in einer trüben Umgebung (Rauch, Nebel, staubige Luft usw.). Durch Beugung an Inhomogenitäten des Mediums, Lichtwellen erzeugen ein Beugungsmuster, das durch eine ziemlich gleichmäßige Intensitätsverteilung in alle Richtungen gekennzeichnet ist. Diese Beugung an kleinen Inhomogenitäten nennt man Streuung von Licht. Dieses Phänomen wird beobachtet, wenn ein schmaler Sonnenstrahl durch staubige Luft dringt, an Staubpartikeln gestreut wird und sichtbar wird. Wenn die Größen der Inhomogenitäten im Vergleich zur Wellenlänge klein sind (nicht mehr als 0,1
), dann ist die Intensität des Streulichts umgekehrt proportional zur vierten Potenz der Wellenlänge, d.h. ICH diss ~
1/
4
,
(2) Diese Abhängigkeit wird Rayleigh-Gesetz genannt. Lichtstreuung wird auch in sauberen Medien beobachtet, die keine Fremdpartikel enthalten. Beispielsweise kann es zu Schwankungen (zufälligen Abweichungen) der Dichte, Anisotropie oder Konzentration kommen. Diese Art der Streuung wird molekulare Streuung genannt. Es erklärt zum Beispiel die blaue Farbe des Himmels. Tatsächlich werden nach (2) blaue und blaue Strahlen stärker gestreut als rote und gelbe, weil haben eine kürzere Wellenlänge und verursachen dadurch die blaue Farbe des Himmels. Ticket 78. Polarisation von Licht- eine Reihe wellenoptischer Phänomene, in denen sich die transversale Natur elektromagnetischer Lichtwellen manifestiert. Transversalwelle- Teilchen des Mediums schwingen in Richtungen senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Welle ( Abb.1). Abb.1
Transversalwelle Elektromagnetische Lichtwelle Ebene polarisiert(lineare Polarisation), wenn die Schwingungsrichtungen der Vektoren E und B streng festgelegt sind und in bestimmten Ebenen liegen ( Abb.1). Man spricht von einer eben polarisierten Lichtwelle Ebene polarisiert(linear polarisiertes) Licht. Unpolarisiert(natürliche) Welle – eine elektromagnetische Lichtwelle, bei der die Schwingungsrichtungen der Vektoren E und B in dieser Welle in beliebigen Ebenen senkrecht zum Geschwindigkeitsvektor v liegen können. Unpolarisiertes Licht- Lichtwellen, bei denen sich die Schwingungsrichtungen der Vektoren E und B chaotisch ändern, sodass alle Schwingungsrichtungen in Ebenen senkrecht zum Wellenausbreitungsstrahl gleich wahrscheinlich sind ( Abb.2). Abb.2
Unpolarisiertes Licht Polarisierte Wellen- bei dem die Richtungen der Vektoren E und B im Raum unverändert bleiben oder sich nach einem bestimmten Gesetz ändern. Strahlung, bei der sich die Richtung des Vektors E chaotisch ändert - unpolarisiert. Ein Beispiel für eine solche Strahlung ist Wärmestrahlung (chaotisch verteilte Atome und Elektronen). Polarisationsebene- Dies ist eine Ebene senkrecht zur Schwingungsrichtung des Vektors E. Der Hauptmechanismus für das Auftreten polarisierter Strahlung ist die Streuung der Strahlung an Elektronen, Atomen, Molekülen und Staubpartikeln. 1.2. Arten der Polarisation Es gibt drei Arten der Polarisation. Geben wir ihnen Definitionen. 1. Linear
Tritt auf, wenn der elektrische Vektor E seine Position im Raum beibehält. Es scheint die Ebene hervorzuheben, in der der Vektor E schwingt. 2. Rundschreiben
Dabei handelt es sich um eine Polarisation, die auftritt, wenn sich der elektrische Vektor E mit einer Winkelgeschwindigkeit, die der Kreisfrequenz der Welle entspricht, um die Richtung der Wellenausbreitung dreht und dabei seinen Absolutwert beibehält. Diese Polarisation charakterisiert die Drehrichtung des Vektors E in einer Ebene senkrecht zur Sichtlinie. Ein Beispiel ist die Zyklotronstrahlung (ein System von Elektronen, die in einem Magnetfeld rotieren). 3. Elliptisch
Sie entsteht, wenn sich der Betrag des elektrischen Vektors E so ändert, dass dieser eine Ellipse beschreibt (Rotation des Vektors E). Elliptische und zirkulare Polarisation können rechtshändig (Vektor E dreht sich im Uhrzeigersinn, wenn man in Richtung der sich ausbreitenden Welle blickt) und linkshändig (Vektor E dreht sich gegen den Uhrzeigersinn, wenn man in Richtung der sich ausbreitenden Welle blickt) sein. In Wirklichkeit kommt es am häufigsten vor teilweise Polarisation
(teilweise polarisierte elektromagnetische Wellen). Quantitativ wird es durch eine bestimmte Menge charakterisiert Grad der Polarisierung
R, was definiert ist als: P = (Imax - Imin) / (Imax + Imin) Wo Imax,Immin- die höchste und niedrigste Dichte des elektromagnetischen Energieflusses durch den Analysator (Polaroid, Nicolas-Prisma...). In der Praxis wird die Strahlungspolarisation häufig durch Stokes-Parameter beschrieben (sie bestimmen Strahlungsflüsse mit einer bestimmten Polarisationsrichtung). Ticket 79. Trifft natürliches Licht auf die Grenzfläche zwischen zwei Dielektrika (z. B. Luft und Glas), wird ein Teil davon reflektiert, ein Teil gebrochen und breitet sich im zweiten Medium aus. Durch die Installation eines Analysators (z. B. Turmalin) im Weg der reflektierten und gebrochenen Strahlen stellen wir sicher, dass die reflektierten und gebrochenen Strahlen teilweise polarisiert sind: Wenn der Analysator um die Strahlen gedreht wird, nimmt die Lichtintensität periodisch zu und schwächt sich ab ( ein vollständiges Abschrecken wird nicht beobachtet!). Weitere Untersuchungen zeigten, dass im reflektierten Strahl Schwingungen senkrecht zur Einfallsebene vorherrschen (sie sind in Abb. 275 durch Punkte gekennzeichnet), während im gebrochenen Strahl Schwingungen parallel zur Einfallsebene (dargestellt durch Pfeile) vorherrschen. Der Polarisationsgrad (der Grad der Trennung von Lichtwellen bei einer bestimmten Ausrichtung des elektrischen (und magnetischen) Vektors) hängt vom Einfallswinkel der Strahlen und dem Brechungsindex ab. Schottischer Physiker D. Brewster(1781-1868) installiert Gesetz, wonach im Einfallswinkel ich B (Brewster-Winkel), bestimmt durch die Beziehung (N 21 - Brechungsindex des zweiten Mediums relativ zum ersten), Der reflektierte Strahl ist planpolarisiert(enthält nur Schwingungen senkrecht zur Einfallsebene) (Abb. 276). Der gebrochene Strahl im Einfallswinkelich B maximal polarisiert, aber nicht vollständig. Trifft Licht im Brewster-Winkel auf eine Grenzfläche, so entstehen die reflektierten und gebrochenen Strahlen zueinander senkrecht(tg ich B = Sünde ich B/cos ich B, N 21 =
Sünde ich B /
Sünde ich 2
(ich 2
-
Brechungswinkel), daher cos ich B=Sünde ich 2). Somit, ich B +
ich 2
=
/2, aber ich’
B= ich B (Gesetz der Reflexion) also ich’
B+ ich 2
=
/2. Der Grad der Polarisation von reflektiertem und gebrochenem Licht bei verschiedenen Einfallswinkeln lässt sich aus den Maxwellschen Gleichungen berechnen, wenn man die Randbedingungen für das elektromagnetische Feld an der Grenzfläche zwischen zwei isotropen Dielektrika (den sogenannten) berücksichtigt Fresnel-Formeln). Der Polarisationsgrad des gebrochenen Lichts kann deutlich erhöht werden (durch Mehrfachbrechung, sofern das Licht jeweils im Brewster-Winkel auf die Grenzfläche trifft). Wenn zum Beispiel für Glas ( n= 1.53) beträgt der Polarisationsgrad des gebrochenen Strahls 15 %, dann ist das aus einem solchen System austretende Licht nach der Brechung in 8–10 übereinander liegende Glasplatten fast vollständig polarisiert. Eine solche Plattensammlung nennt man Fuß. Mit dem Fuß lässt sich polarisiertes Licht sowohl bei seiner Reflexion als auch bei seiner Brechung analysieren. Ticket 79 (für Spur) Wie die Erfahrung zeigt, erweist sich bei der Brechung und Reflexion von Licht das gebrochene und reflektierte Licht als polarisiert und die Reflexion. Licht kann bei einem bestimmten Einfallswinkel vollständig polarisiert sein, aber nebenbei. Anhand der Formeln von Frinell lässt sich zeigen, dass Licht immer teilweise polarisiert ist. Licht wird in einer Ebene senkrecht zur Einfallsebene polarisiert und gebrochen. Das Licht ist in einer Ebene parallel zur Einfallsebene polarisiert. Der Einfallswinkel, bei dem die Reflexion erfolgt Das Licht ist vollständig polarisiert und wird als Brewster-Winkel bezeichnet. Der Brewster-Winkel wird aus dem Brewster-Gesetz bestimmt: - In diesem Fall der Winkel zwischen den Reflexionen. und Brechung. Bei einem Luft-Glas-System ist der Brewster-Winkel gleich, um eine gute Polarisation zu erzielen. Bei der Lichtbrechung werden viele essbare Oberflächen verwendet, die als Stoletov-Stopp bezeichnet werden. Ticket 80. Die Erfahrung zeigt, dass bei der Wechselwirkung von Licht mit Materie der Haupteffekt (physiologisch, photochemisch, photoelektrisch usw.) durch Schwingungen des Vektors verursacht wird, der in diesem Zusammenhang manchmal als Lichtvektor bezeichnet wird. Um die Muster der Lichtpolarisation zu beschreiben, wird daher das Verhalten des Vektors überwacht. Die durch die Vektoren gebildete Ebene wird Polarisationsebene genannt. Wenn Vektorschwingungen in einer festen Ebene auftreten, wird dieses Licht (Strahl) als linear polarisiert bezeichnet. Es wird üblicherweise wie folgt bezeichnet. Wenn der Strahl in einer senkrechten Ebene (in der Ebene) polarisiert ist xoz, siehe Abb. 2 in der zweiten Vorlesung), dann wird es bezeichnet. Natürliches Licht (von gewöhnlichen Quellen, der Sonne) besteht aus Wellen mit unterschiedlichen, chaotisch verteilten Polarisationsebenen (siehe Abb. 3). Wenn sich der Vektor bei der Ausbreitung der Welle dreht und das Ende des Vektors einen Kreis beschreibt, wird dieses Licht als zirkular polarisiert bezeichnet, und die Polarisation wird als kreisförmig oder zirkulär (rechts oder links) bezeichnet. Es gibt auch elliptische Polarisation. Es gibt optische Geräte (Filme, Platten usw.) - Polarisatoren, die linear polarisiertes Licht oder teilweise polarisiertes Licht aus natürlichem Licht extrahieren. Die Ebene des Polarisators (oder Analysators) ist die Polarisationsebene des vom Polarisator (oder Analysator) übertragenen Lichts. Lassen Sie linear polarisiertes Licht mit Amplitude auf einen Polarisator (oder Analysator) fallen. E 0 . Die Amplitude des durchgelassenen Lichts ist gleich E=E 0 weil J und Intensität Ich=ich 0 weil 2 J. Diese Formel drückt aus Malus-Gesetz: Die Intensität des linear polarisierten Lichts, das den Analysator passiert, ist proportional zum Quadrat des Kosinus des Winkels J zwischen der Schwingungsebene des einfallenden Lichts und der Ebene des Analysators. Ticket 80 (für Stich) Polarisatoren sind Geräte, die es ermöglichen, polarisiertes Licht zu erhalten. Strukturell sind ein Polarisator und ein Analysator ein und dasselbe Wenn das Licht natürlich ist, sind alle Richtungen des Vektors E gleich wahrscheinlich. Jeder Vektor kann in zwei zueinander senkrechte Komponenten zerlegt werden: eine davon ist parallel zur Polarisationsebene des Polarisators und die andere ist senkrecht dazu Es. Offensichtlich wird die Intensität des aus dem Polarisator austretenden Lichts mit () bezeichnet, wenn ein Analysator auf dem Weg des polarisierten Lichts platziert wird, dessen Hauptebene einen Winkel mit der Hauptebene des Polarisators bildet, dann wird die Intensität des aus dem Analysator austretenden Lichts durch das Gesetz bestimmt. Ticket 81. Bei der Untersuchung des Leuchtens einer Lösung von Uransalzen unter dem Einfluss von Radiumstrahlen machte der sowjetische Physiker P. A. Cherenkov darauf aufmerksam, dass auch das Wasser selbst leuchtet, in dem sich keine Uransalze befinden. Es stellte sich heraus, dass, wenn Strahlen (siehe Gammastrahlung) durch reine Flüssigkeiten geleitet werden, diese alle zu leuchten beginnen. S. I. Vavilov, unter dessen Leitung P. A. Cherenkov arbeitete, stellte die Hypothese auf, dass das Leuchten mit der Bewegung von Elektronen zusammenhängt, die durch Radiumquanten aus Atomen herausgeschlagen werden. Tatsächlich hing das Leuchten stark von der Richtung des Magnetfelds in der Flüssigkeit ab (was darauf hindeutet, dass es durch die Bewegung von Elektronen verursacht wurde). Aber warum emittieren Elektronen, die sich in einer Flüssigkeit bewegen, Licht? Die richtige Antwort auf diese Frage gaben 1937 die sowjetischen Physiker I. E. Tamm und I. M. Frank. Ein Elektron, das sich in einer Substanz bewegt, interagiert mit den es umgebenden Atomen. Unter seinem Einfluss elektrisches Feld Atomelektronen und Atomkerne werden in entgegengesetzte Richtungen verschoben – das Medium ist polarisiert. Die entlang der Elektronenbahn befindlichen Atome des Mediums werden polarisiert und kehren dann in ihren ursprünglichen Zustand zurück. Sie senden elektromagnetische Lichtwellen aus. Wenn die Geschwindigkeit des Elektrons v kleiner ist als die Lichtausbreitungsgeschwindigkeit im Medium (der Brechungsindex), überholt das elektromagnetische Feld das Elektron und die Substanz hat Zeit, sich vor dem Elektron im Raum zu polarisieren. Die Polarisation des Mediums vor und hinter dem Elektron ist entgegengesetzt gerichtet, und die Strahlungen entgegengesetzt polarisierter Atome „addieren“ sich gegenseitig „löschen“. Wenn Atome, die noch nicht von einem Elektron erreicht wurden, keine Zeit zur Polarisation haben und die Strahlung entlang einer schmalen konischen Schicht gerichtet erscheint, deren Spitze mit dem sich bewegenden Elektron zusammenfällt und an der Spitze ein Winkel c entsteht. Das Aussehen des Lichtkegels und der Strahlungszustand können daraus ermittelt werden allgemeine Grundsätze Wellenausbreitung. Reis. 1. Mechanismus der Wellenfrontbildung Lassen Sie das Elektron sich entlang der Achse OE (siehe Abb. 1) eines sehr schmalen leeren Kanals in einer homogenen transparenten Substanz mit einem Brechungsindex bewegen (der leere Kanal wird benötigt, damit Kollisionen des Elektrons mit Atomen in der nicht berücksichtigt werden theoretische Betrachtung). Jeder Punkt auf der Linie OE, der nacheinander von einem Elektron besetzt wird, ist das Zentrum der Lichtemission. Wellen, die von aufeinanderfolgenden Punkten O, D, E ausgehen, interferieren miteinander und werden verstärkt, wenn die Phasendifferenz zwischen ihnen Null ist (siehe Interferenz). Diese Bedingung ist für eine Richtung erfüllt, die mit der Flugbahn des Elektrons einen Winkel von 0 bildet. Winkel 0 wird durch die Beziehung bestimmt:. Betrachten wir tatsächlich zwei Wellen, die in einer Richtung in einem Winkel von 0 zur Elektronengeschwindigkeit von zwei Punkten der Flugbahn ausgesandt werden – Punkt O und Punkt D, die durch einen Abstand voneinander getrennt sind. Am Punkt B, der auf der Linie BE liegt, senkrecht zu OB, kommt die erste Welle nach der Zeit an. Zum Punkt F, der auf der Linie BE liegt, wird eine vom Punkt ausgesendete Welle zu dem Zeitpunkt ankommen, nachdem die Welle vom Punkt O ausgesendet wurde . Diese beiden Wellen sind in Phase, d. h. die Gerade ist eine Wellenfront, wenn diese Zeiten gleich sind:. Damit ist die Bedingung der Gleichheit der Zeiten gegeben. In allen Richtungen wird das Licht aufgrund der Interferenz von Wellen ausgelöscht, die von Abschnitten der Flugbahn ausgehen, die durch einen Abstand D voneinander getrennt sind. Der Wert von D wird durch die offensichtliche Gleichung bestimmt, wobei T die Periode der Lichtschwingungen ist. Diese Gleichung hat immer eine Lösung, wenn. Wenn , dann existiert die Richtung, in der die ausgesendeten Wellen bei Interferenz verstärkt werden, nicht und kann nicht größer als 1 sein. Reis. 2. Verteilung von Schallwellen und Entstehung einer Stoßwelle bei Körperbewegungen Strahlung wird nur beobachtet, wenn . Experimentell fliegen Elektronen in einem endlichen Raumwinkel mit einer gewissen Geschwindigkeitsstreuung, und als Ergebnis breitet sich die Strahlung in einer konischen Schicht nahe der durch den Winkel bestimmten Hauptrichtung aus. Bei unserer Betrachtung haben wir die Elektronenverlangsamung vernachlässigt. Dies ist durchaus akzeptabel, da die Verluste durch Vavilov-Cerenkov-Strahlung gering sind und wir in erster Näherung davon ausgehen können, dass der Energieverlust des Elektrons seine Geschwindigkeit nicht beeinflusst und es sich gleichmäßig bewegt. Dies ist der grundlegende Unterschied und die Ungewöhnlichkeit der Vavilov-Cherenkov-Strahlung. Typischerweise werden Ladungen emittiert, während sie eine erhebliche Beschleunigung erfahren. Ein Elektron, das sein Licht überholt, ähnelt einem Flugzeug, das mit einer Geschwindigkeit fliegt, die größer als die Schallgeschwindigkeit ist. Auch in diesem Fall breitet sich ein kegelförmiger Schock vor dem Flugzeug aus. Schallwelle, (siehe Abb. 2). Bei der Lösung optischer Probleme muss man häufig den Brechungsindex von Glas, Wasser oder einer anderen Substanz kennen. Darüber hinaus in verschiedene Situationen Es können sowohl absolute als auch relative Werte dieser Größe verwendet werden. Lassen Sie uns zunächst darüber sprechen, was diese Zahl zeigt: wie sich die Richtung der Lichtausbreitung in dem einen oder anderen transparenten Medium ändert. Darüber hinaus kann eine elektromagnetische Welle aus einem Vakuum stammen, und dann wird der Brechungsindex von Glas oder einer anderen Substanz als absolut bezeichnet. In den meisten Fällen liegt sein Wert im Bereich von 1 bis 2. Nur in sehr seltenen Fällen ist der Brechungsindex größer als zwei. Befindet sich vor dem Objekt ein Medium, das dichter als Vakuum ist, spricht man von einem relativen Wert. Und es wird als Verhältnis zweier Absolutwerte berechnet. Beispielsweise ist der relative Brechungsindex von Wasserglas gleich dem Quotienten der Absolutwerte von Glas und Wasser. Auf jeden Fall ist es ausgewiesen Lateinischer Buchstabe„en“ – n. Dieser Wert wird durch Division derselben Werte durcheinander erhalten, es handelt sich also lediglich um einen Koeffizienten, der keinen Namen hat. Wenn wir den Einfallswinkel als „Alpha“ und den Brechungswinkel als „Beta“ annehmen, dann ergibt sich die Formel Absolutwert Der Brechungsindex sieht folgendermaßen aus: n = sin α/sin β. In der englischsprachigen Literatur findet man oft eine andere Bezeichnung. Wenn der Einfallswinkel i und der Brechungswinkel r ist. Es gibt eine andere Formel zur Berechnung des Brechungsindex von Licht in Glas und anderen transparenten Medien. Es hängt mit der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum zusammen, jedoch in der betrachteten Substanz. Dann sieht es so aus: n = c/νλ. Dabei ist c die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum, ν seine Geschwindigkeit in einem transparenten Medium und λ die Wellenlänge. Sie wird durch die Geschwindigkeit bestimmt, mit der sich Licht im betrachteten Medium ausbreitet. Luft ist in dieser Hinsicht einem Vakuum sehr nahe, sodass sich Lichtwellen darin praktisch ohne Abweichung von ihrer ursprünglichen Richtung ausbreiten. Wenn daher der Brechungsindex von Glas-Luft oder einer anderen an Luft angrenzenden Substanz bestimmt wird, wird letztere herkömmlicherweise als Vakuum angenommen. Jede andere Umgebung hat ihre eigenen Eigenschaften. Sie haben unterschiedliche Dichten eigene Temperatur sowie elastische Spannungen. All dies beeinflusst das Ergebnis der Lichtbrechung durch die Substanz. Die Eigenschaften des Lichts spielen eine wichtige Rolle bei der Änderung der Wellenausbreitungsrichtung. Weißes Licht besteht aus vielen Farben, von Rot bis Violett. Jeder Teil des Spektrums wird auf seine eigene Weise gebrochen. Darüber hinaus wird der Wert des Indikators für die Welle des roten Teils des Spektrums immer kleiner sein als der des Rests. Beispielsweise variiert der Brechungsindex von TF-1-Glas zwischen 1,6421 und 1,67298, vom roten bis zum violetten Teil des Spektrums. Hier sind die Absolutwerte angegeben, also der Brechungsindex, wenn ein Strahl aus einem Vakuum (das Luft entspricht) durch eine andere Substanz gelangt. Diese Zahlen werden benötigt, wenn der Brechungsindex von Glas im Verhältnis zu anderen Medien bestimmt werden soll. Totale Reflexion. Es wird beobachtet, wenn Licht von einem dichteren Medium in ein weniger dichtes übergeht. Hier erfolgt bei einem bestimmten Einfallswinkel die Brechung im rechten Winkel. Das heißt, der Strahl gleitet entlang der Grenze zweier Medien. Der Grenzwinkel der Totalreflexion ist der minimale Wert, bei dem Licht nicht in ein weniger dichtes Medium austritt. Weniger davon bedeutet Brechung und mehr bedeutet Reflexion in dasselbe Medium, aus dem sich das Licht bewegt. Zustand. Der Brechungsindex von Glas hat einen Wert von 1,52. Es ist notwendig, den Grenzwinkel zu bestimmen, bei dem Licht vollständig von der Grenzfläche der Oberflächen reflektiert wird: Glas mit Luft, Wasser mit Luft, Glas mit Wasser. Sie müssen die in der Tabelle angegebenen Brechungsindexdaten für Wasser verwenden. Für Luft wird der Wert gleich Eins angenommen. Die Lösung besteht in allen drei Fällen in Berechnungen nach der Formel: sin α 0 /sin β = n 1 /n 2, wobei sich n 2 auf das Medium bezieht, aus dem sich das Licht ausbreitet, und n 1 auf das Medium, aus dem es eindringt. Der Buchstabe α 0 bezeichnet den Grenzwinkel. Der Winkel β beträgt 90 Grad. Das heißt, sein Sinus wird eins sein. Für den ersten Fall: sin α 0 = 1 /n Glas, dann ist der Grenzwinkel gleich dem Arkussinus von 1 /n Glas. 1/1,52 = 0,6579. Der Winkel beträgt 41,14°. Im zweiten Fall müssen Sie bei der Bestimmung des Arkussinus den Wert des Brechungsindex von Wasser ersetzen. Der Bruchteil 1 /n von Wasser nimmt den Wert 1/1,33 = 0,7519 an. Dies ist der Arkussinus des Winkels 48,75º. Der dritte Fall wird durch das Verhältnis von n Wasser und n Glas beschrieben. Der Arkussinus muss für den Bruch 1,33/1,52 berechnet werden, also für die Zahl 0,875. Den Wert des Grenzwinkels ermitteln wir anhand seines Arkussinus: 61,05°. Antwort: 41,14º, 48,75º, 61,05º. Zustand. Ein Glasprisma wird in ein Gefäß mit Wasser getaucht. Sein Brechungsindex beträgt 1,5. Ein Prisma basiert auf einem rechtwinkligen Dreieck. Das größere Bein steht senkrecht zum Boden und das zweite parallel dazu. Ein Lichtstrahl fällt normalerweise auf die Oberseite des Prismas. Was muss der kleinste Winkel zwischen einem horizontalen Schenkel und der Hypotenuse sein, damit Licht den senkrecht zum Gefäßboden stehenden Schenkel erreichen und aus dem Prisma austreten kann? Damit der Strahl das Prisma auf die beschriebene Weise verlässt, muss er in einem maximalen Winkel auf die Innenfläche fallen (die Hypotenuse des Dreiecks im Querschnitt des Prismas). Es stellt sich heraus, dass dieser Grenzwinkel dem gewünschten Winkel entspricht rechtwinkliges Dreieck. Aus dem Gesetz der Lichtbrechung ergibt sich, dass der Sinus des Grenzwinkels geteilt durch den Sinus von 90 Grad gleich dem Verhältnis zweier Brechungsindizes ist: Wasser zu Glas. Berechnungen führen zu folgendem Wert für den Grenzwinkel: 62º30´. Brechung oder Brechung ist ein Phänomen, bei dem sich die Richtung eines Lichtstrahls oder anderer Wellen ändert, wenn sie die Grenze überschreiten, die zwei Medien trennt, sowohl transparent (die diese Wellen übertragen) als auch innerhalb des Mediums, in dem sich die Eigenschaften kontinuierlich ändern. Wir begegnen dem Phänomen der Lichtbrechung recht häufig und nehmen es als alltägliches Phänomen wahr: Wir können sehen, dass ein Stab, der sich in einem transparenten Glas mit einer farbigen Flüssigkeit befindet, an der Stelle der Trennung von Luft und Wasser „zerbrochen“ wird (Abb. 1). Wenn Licht bei Regen gebrochen und reflektiert wird, freuen wir uns, wenn wir einen Regenbogen sehen (Abb. 2). Brechungsindex - wichtiges Merkmal damit verbundene Substanzen physikalische und chemische Eigenschaften. Sie hängt von den Temperaturwerten sowie von der Wellenlänge des Lichts ab, bei dem die Bestimmung durchgeführt wird. Laut Qualitätskontrolldaten in einer Lösung wird der Brechungsindex von der Konzentration der darin gelösten Substanz sowie von der Art des Lösungsmittels beeinflusst. Insbesondere wird der Brechungsindex des Blutserums durch die darin enthaltene Proteinmenge beeinflusst unterschiedliche Geschwindigkeiten Ausbreitung von Lichtstrahlen in Medien unterschiedlicher Dichte, deren Richtung sich an der Trennstelle der beiden Medien ändert. Wenn wir die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum durch die Lichtgeschwindigkeit in der untersuchten Substanz dividieren, erhalten wir den absoluten Brechungsindex (Brechungsindex). In der Praxis wird der relative Brechungsindex (n) bestimmt, der das Verhältnis der Lichtgeschwindigkeit in Luft zur Lichtgeschwindigkeit in der untersuchten Substanz darstellt. Der Brechungsindex wird quantitativ mit einem speziellen Gerät – einem Refraktometer – bestimmt. Die Refraktometrie ist eine der einfachsten Methoden physikalische Analyse und kann in Qualitätskontrolllabors bei der Herstellung von Chemikalien, Lebensmitteln, biologisch aktiven Lebensmittelzusatzstoffen, Kosmetika und anderen Arten von Produkten eingesetzt werden minimale Kosten Zeit und Anzahl der untersuchten Proben. Das Design des Refraktometers basiert auf der Tatsache, dass Lichtstrahlen vollständig reflektiert werden, wenn sie die Grenze zweier Medien passieren (eines davon ist ein Glasprisma, das andere ist die Testlösung) (Abb. 3). Von der Quelle (1) fällt ein Lichtstrahl auf die Spiegelfläche (2), gelangt dann reflektiert in das obere Beleuchtungsprisma (3) und dann in das untere Messprisma (4), das aus Glas besteht einen hohen Brechungsindex. Zwischen den Prismen (3) und (4) werden mittels einer Kapillare 1–2 Probentropfen aufgetragen. Um eine mechanische Beschädigung des Prismas zu vermeiden, darf dessen Oberfläche nicht mit der Kapillare berührt werden. Durch das Okular (9) ist ein Feld mit gekreuzten Linien zu sehen, um die Grenzfläche festzulegen. Beim Bewegen des Okulars muss der Schnittpunkt der Felder auf die Grenzfläche ausgerichtet sein (Abb. 4). Die Rolle der Grenzfläche übernimmt die Ebene des Prismas (4), an deren Oberfläche der Lichtstrahl gebrochen wird. Da die Strahlen gestreut sind, wirkt die Grenze zwischen Licht und Schatten verschwommen und schillernd. Dieses Phänomen wird durch den Dispersionskompensator (5) beseitigt. Der Strahl wird dann durch die Linse (6) und das Prisma (7) geleitet. Die Platte (8) weist Visierlinien (zwei kreuzweise gekreuzte Geraden) sowie eine Skala mit Brechungsindizes auf, die durch das Okular (9) beobachtet wird. Daraus wird der Brechungsindex berechnet. Die Trennlinie zwischen den Feldgrenzen entspricht dem Winkel der inneren Totalreflexion, der vom Brechungsindex der Probe abhängt. Mit der Refraktometrie wird die Reinheit und Authentizität einer Substanz bestimmt. Diese Methode wird auch zur Bestimmung der Konzentration von Stoffen in Lösungen bei der Qualitätskontrolle verwendet, die mithilfe einer Kalibrierkurve (einer Grafik, die die Abhängigkeit des Brechungsindex einer Probe von ihrer Konzentration zeigt) berechnet wird. Bei der Firma KorolevPharm wird der Brechungsindex nach den zugelassenen Angaben bestimmt regulatorische Dokumentation bei der Eingangskontrolle von Rohstoffen, in Auszügen aus eigener Produktion sowie bei der Freigabe Endprodukte. Die Bestimmung erfolgt durch qualifizierte Mitarbeiter eines akkreditierten physikalischen und chemischen Labors mit einem IRF-454 B2M Refraktometer. Wenn nach den Ergebnissen Eingabesteuerung Der Brechungsindex des Rohmaterials stimmt nicht überein notwendigen Anforderungen, erstellt die Qualitätskontrollabteilung einen Nichtkonformitätsbericht, auf dessen Grundlage diese Rohstoffcharge an den Lieferanten zurückgesendet wird. Bestimmungsmethode 1. Vor Beginn der Messungen wird die Sauberkeit der miteinander in Kontakt stehenden Oberflächen der Prismen überprüft. 2. Überprüfung des Nullpunkts. Tragen Sie 2–3 Tropfen destilliertes Wasser auf die Oberfläche des Messprismas auf und bedecken Sie es vorsichtig mit dem Beleuchtungsprisma. Wir öffnen das Beleuchtungsfenster und installieren die Lichtquelle mithilfe eines Spiegels in der intensivsten Richtung. Durch Drehen der Schrauben des Okulars erhalten wir eine klare und scharfe Unterscheidung zwischen den dunklen und hellen Feldern in seinem Sichtfeld. Wir drehen die Schraube und richten die Linie aus Schatten und Licht so aus, dass sie mit dem Punkt zusammenfällt, an dem sich die Linien im oberen Fenster des Okulars schneiden. Auf der vertikalen Linie im unteren Fenster des Okulars sehen wir das gewünschte Ergebnis – den Brechungsindex von destilliertem Wasser bei 20 °C (1,333). Wenn die Messwerte unterschiedlich sind, stellen Sie den Brechungsindex mit der Schraube auf 1,333 ein und bringen Sie mit einem Schlüssel (Einstellschraube entfernen) die Grenze von Schatten und Licht an den Punkt, an dem sich die Linien schneiden. 3. Bestimmen Sie den Brechungsindex. Wir heben die Kammer des Beleuchtungsprismas an und entfernen das Wasser mit Filterpapier oder einer Mullserviette. Anschließend 1-2 Tropfen der Prüflösung auf die Oberfläche des Messprismas auftragen und die Kammer verschließen. Drehen Sie die Schrauben, bis die Grenzen von Schatten und Licht mit dem Schnittpunkt der Linien übereinstimmen. Auf der vertikalen Linie im unteren Fenster des Okulars sehen wir das gewünschte Ergebnis – den Brechungsindex der Testprobe. Den Brechungsindex berechnen wir anhand der Skala im unteren Fenster des Okulars. 4. Mithilfe einer Kalibrierkurve ermitteln wir den Zusammenhang zwischen der Konzentration der Lösung und dem Brechungsindex. Um ein Diagramm zu erstellen, ist es notwendig, Standardlösungen verschiedener Konzentrationen unter Verwendung von Arzneimitteln chemisch herzustellen reine Substanzen, messen Sie ihre Brechungsindizes und tragen Sie die erhaltenen Werte auf der Ordinatenachse und die entsprechenden Konzentrationen der Lösungen auf der Abszissenachse auf. Es müssen Konzentrationsintervalle ausgewählt werden, bei denen ein linearer Zusammenhang zwischen Konzentration und Brechungsindex beobachtet wird. Wir messen den Brechungsindex der untersuchten Probe und bestimmen anhand einer Grafik deren Konzentration.
Fragen
Übung
Newton richtete den Strahl Sonnenlicht durch ein kleines Loch auf ein Glasprisma. Beim Auftreffen auf das Prisma wurde der Strahl gebrochen und ergab an der gegenüberliegenden Wand ein längliches Bild mit einem regenbogenfarbenen Farbwechsel – ein Spektrum. Experiment zum Durchgang von monochromatischem Licht durch ein Prisma:
Newton unterwegs Sonnenstrahl Ich platzierte rotes Glas, hinter dem ich monochromatisches Licht (rot) empfing, dann ein Prisma und beobachtete auf dem Bildschirm nur den roten Fleck des Lichtstrahls. Erfahrung in der Synthese (Erzeugung) von weißem Licht: Zunächst richtete Newton einen Sonnenstrahl auf ein Prisma. Nachdem Newton die aus dem Prisma austretenden farbigen Strahlen mit einer Sammellinse gesammelt hatte, erhielt er anstelle eines farbigen Streifens ein weißes Bild eines Lochs auf einer weißen Wand. Newtons Schlussfolgerungen:- ein Prisma verändert das Licht nicht, sondern zerlegt es nur in seine Bestandteile - Lichtstrahlen unterschiedlicher Farbe unterscheiden sich im Brechungsgrad; Violette Strahlen werden am stärksten gebrochen, rote weniger stark – rotes Licht, das weniger gebrochen wird, hat die höchste Geschwindigkeit, violettes Licht die geringste, weshalb das Prisma das Licht zerlegt. Die Abhängigkeit des Brechungsindex des Lichts von seiner Farbe wird als Dispersion bezeichnet.
Natürliches Licht wird herkömmlicherweise manchmal als solches bezeichnet. Es wird auch als nicht polarisiert bezeichnet.
Polarisatoren werden zur Analyse der Polarisation von Licht verwendet Analysatoren.
Zwei Arten von Brechungsindizes
Mit welcher Formel kann man den Brechungsindex berechnen?
Wovon hängt der Brechungsindex ab?
Beispiele für Werte für verschiedene Stoffe
Welche anderen Größen werden bei der Lösung von Problemen verwendet?
Aufgabe Nr. 1
Problem Nr. 2
Reis. 3. Refraktometerdiagramm
