Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

{ Damian Siedlecki 6. Współczynnik załamania #1 POMIARY OPTYCZNE 1.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "{ Damian Siedlecki 6. Współczynnik załamania #1 POMIARY OPTYCZNE 1."— Zapis prezentacji:

1 { Damian Siedlecki 6. Współczynnik załamania #1 POMIARY OPTYCZNE 1

2 Definicja Współczynnik załamania ośrodka opisuje zmianę prędkości fali w ośrodku: c – prędkość światła w próżni; v – prędkość światła w ośrodku; ,  - względne przenikalności: elektryczna i magnetyczna ośrodka. PRAWO SNELIUSA [Snella] (załamania) między kątem załamania i kątem padania zachodzi związek: Przypomnienie:

3 Wsp. załamania a gęstość

4 Dyspersja Dyspersja – właściwość materiału: zależność prędkości fazowej fal (a więc również współczynnika załamania) od częstotliwości, długości fali albo wektora falowego. Efektem jest dyspersja – zjawisko rozszczepienia światła polichromatycznego na monochromatyczne; Ale dyspersja to też liczba – parametr, określający liczbowo dyspersję materiału. Przypomnienie:

5 Dyspersja Liczbowo dyspersję opisują: - współczynnik dyspersji (dyspersja średnia) - liczba Abbego: - dyspersja cząstkowa względna: - dyspersja cząstkowa

6 Dyspersja Źródło: Schott AG

7 Dyspersja

8

9

10 Dyspersja

11 Wzory dyspersyjne Schotta: Sellmeiera: Herzbergera: Conrady’ego: Cauchy’ego: Hartmanna:

12 Wsp. załamania cieczy Nazwa cieczyWspółczynnik załamania Nazwa cieczyWspółczynnik załamania Alkohol metylowy1.33Olejek anyżowy1.56 Woda destylowana1.333Monobromobezen1.561 Alkohol etylowy1.36Anilina1.58 Heksan1.375Bromoform1.588 Alkohol amylowy1.400Olejek migdałowy1.60 Czterochlorek węgla1.46Monojodobenzen1.621 Oliwa z oliwek1.467Dwusiarczek węgla1.63 Ksylol1.495  -monochloronaftalen1.639 Benzol1.501  -monobromonaftalen1.659 Olejek cedrowy1.516Jodek rtęciowo potasowy 1.73 Monochlorobenzen1.527Jodek metylenu1.74 Olejek goździkowy1.544Nasycony roztów siarki w jodku metylenu Nitrobenzen1.554

13 Pomiary wsp. załamania Po co mierzy się współczynnik załamania?

14 Pomiary wsp. załamania Metody pomiaru współczynnika załamania: o spektrometryczne o interferencyjne o opierające się na pomiarze kąta granicznego o inne

15 Metody spektrometryczne W przypadku metod spektrometrycznych, badany materiał musi mieć kształt pryzmatu o kącie łamiącym φ (ograniczenie)

16 Pomiar kąta łamiącego Metoda autokolimacyjna

17 Pomiar kąta łamiącego Metoda promieni odbitych od ścian bocznych

18 Metody spektrometryczne Przy symetrycznym biegu promieni przez pryzmat:

19 Metody spektrometryczne n 1 =1.52 n 2 =1.53  

20 Metody spektrometryczne Metoda Fraunhofera bazuje właśnie na wzorze:

21 Metody spektrometryczne Pomiaru można wykonać, gdy: (dlaczego?) Kąt padania na drugą ścianę wynosi: Stąd:

22 Metody spektrometryczne Metoda Fraunhofera – cd. Czynniki praktyczne decydujące o jakości i dokładności pomiaru: - Szerokość szczeliny lunety kolimatora a rodzaj kresek celownika lunety autokolimacyjnej; - Wymagania na równoległość wiązki: ogniskowe lunety i kolimatora min. 500 mm przy średnicy nie mniejszej niż 35 mm, powiększenie nie mniejsze niż 30 x; - Ściany łamiące pryzmatu powinny być wykonane z dokładnością nie mniejszą niż 0,25 prążka interferencyjnego; - Kontrola temperatury.

23 Metody spektrometryczne Niepewność określenia współczynnika załamania: Błąd średni kwadratowy: Można pokazać, że do pomiaru współczynnika załamania szkła z dokładnością należy użyć goniometru jednosekundowego. Metoda Fraunhofera – cd.

24 Metody spektrometryczne Metoda Rydberga-Martensa. (Pomiar kąta padania promieni na pryzmat) 1) Celujemy lunetą bezpośrednio w szczelinę kolimatora, odczytujemy położenie; 2) Obracamy lunetę o wyliczony kąt  i unieruchamiamy ją w tym położeniu; 3) Stawiamy pryzmat na stolik i obracamy go tak, aby obraz szczeliny kolimatora pokrył się z krzyżem lunety; 4) Obracamy lunetę tak, by znaleźć kąt odchylenia  promieni po przejściu przez pryzmat.

25 Metody spektrometryczne Metoda Rydberga-Martensa. (Pomiar kąta padania promieni na pryzmat)

26 Metody spektrometryczne Metoda promienia prostopadle wychodzącego z pryzmatu. Jeśli promień wychodzi z pryzmatu prostopadle do ściany wyjściowej, to muszą być zachowane następujące warunki: a ponieważ:więc: 1) Lunetą goniometru celujemy na szczelinę nieruchomego kolimatora; 2) Kładziemy pryzmat na stolik i ustawiamy go tak, aby jego ściana wyjściowa była prostopadła do osi lunety (autokolimacyjnej); 3) Stolik i lunetę blokujemy tak, aby obracały się razem; obracając ten moduł, szukamy obrazu szczeliny po przejściu przez pryzmat; 4) Z różnicy odczytów otrzymujemy wartość kąta odchylenia  i obliczamy n. Kąt łamiący pryzmatów w tej i następnej metodzie musi być dwa razy mniejszy, niż w metodzie Fraunhofera.

27 Metody spektrometryczne Metoda promienia prostopadle wchodzącego do pryzmatu. Jeśli promień wchodzi do pryzmatu prostopadle do ściany wejściowej, to muszą być zachowane następujące warunki: 1) Kolimator i lunetę ustawiamy pod niewielkim kątem względem siebie; 2) Obracamy pryzmat na stoliku tak, aby luneta celowała w obraz szczeliny kolimatora utworzony przez promienie odbite od wejściowej ściany pryzmatu; 3) Obracamy lunetę tak, aby celowała w kolimator (szczelina widziana przez pryzmat); 4) Różnica obu położeń wyznacza podwojony kąt, o który obracamy stolik z pryzmatem; 5) Blokujemy stolik; mierzymy kąt odchylenia  pryzmatu celując na obraz szczeliny kolimatora po przejściu przez pryzmat; a ponieważ:więc: 6) Różnica odczytów przy celowaniu lunetą bezpośrednio i przez pryzmat daje szukaną wartość kąta odchylenia.

28 Metody spektrometryczne Metoda Abbego Pęk promieni osiowych wychodzących z lunety autokolimacyjnej po wejściu do pryzmatu i odbiciu od jego tylnej ściany wychodzi z pryzmatu pod tym samym kątem, pod jakim wszedł. Jest to możliwe tylko wtedy, gdy promienie te padają prostopadle na tylną ścianę pryzmatu.

29 Metody spektrometryczne Metoda Abbego – cd. Z prawa załamania: ale: więc: Podobieństwo metod Fraunhofera i Abbego:

30 Metody z kątem granicznym Metoda Kohlrauscha Pomiar opiera się na zjawisku całkowitego wewnętrznego odbicia.

31 Metody z kątem granicznym Metoda Kohlrauscha - cd.

32 Metody z kątem granicznym Metoda Kohlrauscha – cd. Modyfikacja metody – promienie odbijają się od górnej powierzchni – tu lepiej widać zjawisko całkowitego wewnętrznego odbicia.

33 Metody z kątem granicznym Metoda Kohlrauscha – cd. Dwa przypadki wyjścia promienia z pryzmatu

34 Metody z kątem granicznym Metoda Wollastona Pomiar polega również na pomiarze kąta granicznego całkowitego wewnętrznego odbicia, ale badane ciało pozostaje w kontakcie nie z powietrzem, ale z innym pryzmatem o znanym współczynniku załamania (większym od badanego!), najczęściej o kącie łamiącym 90°.

35 Metody z kątem granicznym Metoda Wollastona-Kohlrauscha Dla φ=90°: Badane ciało musi mieć wypolerowaną powierzchnię; konieczna jest ciecz immersyjna.

36 Metody z kątem granicznym Metoda Wollastona-Kohlrauscha Rola immersji między pryzmatami

37 Metody z kątem granicznym Rola cieczy immersyjnych w układach optycznych: 1.Zapewnia jednorodny bieg promieni (zmniejsza ugięcie światła i jego rozproszenie); 2.Zapobiega niepożądanemu zjawisku całkowitego wewnętrznego odbicia; 3.Wykorzystywane są w pomiarach współczynnika załamania oraz w układach mikroskopowych (obiektywy, kondensory).

38 Metody z kątem granicznym Refraktometr Pulfricha Specjalnego kształtu goniometr, który służy do szybkiego pomiaru współczynnika załamania szkła metodą Wollastona-Kohlrauscha. Pryzmat wzorcowy wykonany jest z bezsmużystego szkła o kącie łamiącym 90°

39 Metody z kątem granicznym Refraktometr Pulfricha


Pobierz ppt "{ Damian Siedlecki 6. Współczynnik załamania #1 POMIARY OPTYCZNE 1."

Podobne prezentacje


Reklamy Google