Физикалық практикум


Лабораториялық қондырғының сипаттамасы



Pdf көрінісі
бет12/15
Дата11.12.2019
өлшемі3,87 Mb.
#53402
1   ...   7   8   9   10   11   12   13   14   15
Байланысты:
treatise88216
treatise88216

15.4. Лабораториялық қондырғының сипаттамасы  
 
Қондырғының барлық бөлшектері арнайы жасалған оптикалық орындық, рейтерлерден, 
лазерлі  қорек  көзінен,  Френель  бипризмасынан,  оптикалық  осте  бипризманы  жылжытуға 
арналған штативтен, линзадан және экраннан тұрады.  
15.4.1.  құрылғының    оптикалық  схема  элементтері  орналастырылатын  орындығы 
1200мм  құрайды.  Орындық  бойына  рейтерлердің  орналасуын  анықтайтын  миллиметрлік 
шкала орналастырылған. 
15.4.2. рейтерлер 21 және 23 диаметрі сәйкесінше 15 және 23 мм болатын құрылғының 
құрылымдық бірліктерінің орналасуына қызмет етеді. 
15.4.3.  ұстағыш  ОКГ  24  лазердің  орындықта  орнығуына  және  лазерлік  сәуленің 
оптикалық ось бойына қатысты юстировкалануына арналған. 
15.4.4.  экран  31  интерференциялық  картинаны  бақылауға  және  өлшеуге  арналған. 
Экран бөлік құны 1 мм болатын вертикаль және горизонтальды шкаласы бар ақ тегістелген 
беттен тұрады. 
15.4.5.  линза ұстағышы 40 және 51 ішкі диаметрі 75 және 45 мм болатын жарты сақина 
түрінде жасалған және ол рейтердегі линзаны орнықтыруға арналған. 

122 
 
15.4.6.    қапталған  Френель  бипризмасы  сындырушы  бұрышы 
 тең.  Бипризма 
сындыру  көрсеткіші  n=1,5183  болатын  К-8  әйнектен  жасалған.  Бипризма  қабы  құрылғы 
штативінің тіреуіне орныққан. 
15.4.7.  Қондырғыда  пайдаланылатын  саңылау  өзгермелі.  Оның  ені  0-4  мм 
аралығындағы  жұмыстарды  орындауға  негізделген.  Саңылау  жазықтығы  мен  тіреу 
арақашықтығы 9 мм. 
 
 
 
 
15.5-сурет.  Френель  бипризмасы  көмегімен  толқын  ұзындығын  анықтауға  арналған 
құрылғы көрінісі 
 
15.5.  Қондырғыны жұмысқа дайындау 
  Құрылғыны  құрастыру  кезінде  соққы  алудан  абай  болу  керек  және  жұмысқа 
дайындауды келесі реттермен орындаңыз: 
15.5.1.  қапталған  жәшікті  ашып  және  паспортындағы  3  бөлімге  сәйкес  құрылғының 
толық комплектте екендігін тексеріңіз. 
15.5.2.  қондырғыны  тасымалдау  кезінде  механикалық  зақымданудың  жоқтығына  көз 
жеткізу үшін  сырттай тексеріс жүргізіңіз. 

123 
 
15.5.3.  қондырғы  орындығын  және  рейтерлерін  таза  немесе  бензинге  батырылған 
салфеткамен сүртіңіз; 
15.5.4. орындықты дайындалған үстелге қойыңыз және реттеуші аяқтарының көмегімен 
оларды горизонтальды бір деңгейде орнадастырыңыз. 
15.5.5. орындықты және лазер қорек көзін жермен жалғаңыз. 
15.5.6.Рейтерлерді орындыққа орналастыру алдында транспорттық жағдайда тұрған екі 
винтті айналдырып, бүйір саңылауларына әкелу керек. 
15.5.7. ұстағышқа лазерді бекітіп, юстировкалануын жүргізіңіз: 
 
Экранды  лазердің    шығу  терезесіне  дейін  жылжытып,  ұстағыштағы  гайкалар 
көмегімен сәулені экранның горизонталь шкалаларына сәйкестендіріңіз; 
 
Горизонталь  юстировка  жүргізу  винттерінің  көмегімен  вертикалды    шкалаға 
сәйкестендіріңіз; 
 
Экранды  орындықтың  шетіне  дейін  жылжыта  отырып,  горизонтальды  және 
вертикалды винттер көмегімен сәулені квадраттың ортасына әкеліңіз
 
Экранды  орындықтың  шетінен  лазерге  қарай  жылжыта  отырып  сәуленің  квадрат 
центріне қатысты ауытқымағандығын қадағалаңыз; 
 
15.6.  Жұмыс істеу тәртібі 
15.6.1. керек заттар: 
Орындық 20                                           экран 31 
Рейтерлер 21                                          қапталған призма 38 
Рейтер 23                                                штатив 28 
Лазер                                                        линза ұстағыш 51 
Линзалар 2                                              саңылау реттегіш 28 
Ұстағыш ОКГ 24 
15.6.2.  құрылғыны  1-суреттегі  схема  сәйкес  жинаңыз.  Лазердің  шығу  терезесінен 
жазықтыққа  дейінгі  арақашықтық  5-10  см.  Бипризма  саңылаудан  20  30  см  аралықта,  доғал 
бұрышы  саңылауға  және  саңылаудың  оптикалық  осіне  параллель  етіп  орналастыру  керек. 
Бипризмадан 50-70 см аралықта линза 2  орналастыралады, ал шетіне экран 31 тұрады. 
Оптикалық  системаны лазер саңылау, призма жақтауына және линза центрінен өтетін 
етіп  юстировкалау  және  центрлеу  керек.  Линзаны  2  және  бипризманы  жылжыта  отырып, 
интерференциялық  картинаның  вертикалдық  сызықтарыны  аламыз.Өлшеулерді  жүргізен 
соң  ,  линза  мен    бипризманың  ретін  озгерте  отырып  жаңа  интерференциялық  бейнеге  қол 
жеткіземіз 
 
15.7.Жұмыстың орындалу тәртібі мен тапсырмасы 
Жұмысқа дайындалған құрылғы қызыл светофильтр өткізе отырып, толқын ұзындығын 
өлшейді. 
Жұмыстың  есептеу  бөлімі  келесідей  реттерде  жүргізіледі:  сәуле  жолына  светофильтр 
қойылады. Бипризманы экраннан линзаның көмегімен экранның фокальді жазықтығында екі 
когерент көздің жарықталуынан сурет алынуын қамтамасыз ететіндей жағдай да қою керек. 
Соңғы айтқанымыз орындалғанда, жорамал көздер арақашықтығын есептеуге болады. 
Тұрақты  жағдайда,  оптикалық  бейне  линза  мен  саңылаудың  арақашықтығын 
анықтайды- а, линза мен фокалді жазықтық арасы - а'.Солармен бірге, қорек көзі және 
экранның арақашықтығы анықталад ы- l. 
Көрсетілген  әдістермен  а,  а',l шамалары анықталған соң,оптикалық орындықтан 
линза алынып тасталады. Сосын инетерференциялық картина пайда болады. 
Енді  мирометрмен  екі  көршілес  интерференциялық  сызықтардың  δy  арақашықтығы 
өлшенеді.  
Барлық табылған шамаларды 15.9-өрнекке қоя отырып толқын ұзындығын анықтаймыз. 
Өлшеу және есептеу мәндерін төмендегі  15.1-кестеге толтыру керек. 

124 
 
15.1-кесте 


δy 
а 
 а'
 
t

λ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  
15.8. 
Әдебиет  
15.8.1.  Ландсберг Г.С. Оптика. –М.: Наука, 1976. 
15.8.2.  Полатбеков П.П. Оптика. –Алматы: Мектеп, 1981. 
15.8.3.  Годжаев Н.М. Оптика. –М.: Высшая школа, 1977. 
15.8.4.  Сивухин Д.В. Общий курс физики. Оптика. –М.: Наука, 1985. 
 
 
 
№16   ЗЕРТХАНАЛЫҚ ЖҰМЫС 
 
 
РЕФРАКТОМЕТР ӘДІСІ БОЙЫНША СҰЙЫҚТАРДЫҢ 
 СЫНУ КӨРСЕТКІШТЕРІН АНЫҚТАУ 
 
16.1. Жұмыстың мақсаты 
 
Аббе  жүйесі  бойынша  рефрактометрдің  көмегімен  сұйықтардың  сыну  көрсеткіштерін 
(рефракциясын) өлшеу әдісін игеру. 
Рефрактометрмен  өлшеу  жүргізудің  негізгі  тәсілдерімен  танысу.  Екі  компонентті 
қоспалар рефракциясын зерттеу және Лоренц-Лорентц формуласын тексеру. 
Молекулалардың  поляризациялануын,  олардың  тиімді  (эффектілік)  радиусын  бағалау 
және екі компонентті қоспаны мөлшерлік талдау әдісімен танысу. 
 
16.2. Қысқаша теориялық кіріспе. Жарық дисперсиясының заңдылықтары. 
16.2.1.  Электромагниттік  толқындардың    (жарықтың)  шағылу  және  сыну 
заңдары. 
Электромагниттік  толқынның  екі  орташа  шекарасында  кез  келген  бұрышпен  түсу 
жағдайын қарастыралық. 
Алдымен 
 жылдамдықпен  кез  келген  бағытта  таралатын  жазық  электромагниттік 
толқын  үшін,  өрнекті  құрастыру  (табу)  қажет  (16.1-сурет).  x,y,z  –  жазықтықтағы  нүкте 
координаттары болсын, оған түсірілген   нормаль   бағытымен бағыттас болсын ал   – осы 
нүктенің  радиус-векторы.  Егер 
және 
 - 
 нормальдің  бағыттауыш 
косинустары болса, онда таңдап алынған   бағыты бойымен таралған толқын үшін 
 
 
 
өрнегін алуға болады. 

125 
 
Енді  түсетін,  шағылысатын  және  сынатын  толқындар  үшін  өрнек  құру  қиын  емес. 
Бұрынғыша екі ортаны бөліп тұратын шекара ретінде, 
0
z
 шартын  қанағаттандыратын,  xy 
жазықтығын  аламыз.  Түскен  толқында 
 нормаль  zx  жазықтығында  (яғни  16.2  сурет 
жазықтығында, 
0
cos
 )  жатады  деп  есептейміз.  Шағылған  толқындағы 
1
n

 нормаль  және 
сынған  толқындағы 
2
n

 нормаль  бағыттарына  ешқандай  шек  қойылмайды.  Екінші  ортадағы 
электромагниттік толқынның таралу жылдамдығын 
2
 деп алайық. Сонда 
 
1
00
cos
cos
exp
Re
V
z
x
t
i
E
E
 
1
1
1
1
1
01
1
cos
cos
cos
exp
Re
V
z
y
x
t
i
E
E
 
2
2
2
2
2
02
2
cos
cos
cos
exp
Re
V
z
y
x
t
i
E
E
 
 
0
z
 болғандағы  электр  өрісі  кернеулігінің  тангенсті  құрамалары  тең  болатын 
шекаралық шарттың түрі төмендегіше жазылады: 
2
1
E
E
E
 
Бұл  шарт  кез  келген   уақыт  моменті  және  кез  келген 
y
x,
 координаталары  үшін 
орындалуы керек. Басқаша айтқанда 
 
2
2
2
2
02
1
1
1
1
01
2
00
cos
cos
exp
cos
cos
exp
cos
exp
V
y
x
t
i
E
V
y
x
t
i
E
V
x
t
i
E
 
Бұл тепе-теңдік тек төмендегі шарттар орындалғанда ғана дұрыс болады: 
1. 
 (бұл  нәтиже  кәдімгі  біз  қарастырып  отырған  сызықтық 
есептердікі сияқты). 
2. 
.  Түскен   толқынға  түсірілген   нормаль  zx  жазықтығында 
жатыр  деп  ұйғарсақ,  онда  біз  шағылған  және  сынған  толқындардағы  (
 және 

нормальдары да осы жазықтықта жатады деген тұжырымға келеміз. 
3. 
   бұл  қатынастарды  анализдеуді  қатарынан  екі  фазада 
қарастырғанымыз қолайлы: 
3.1. 
;  демек 
,  яғни  электромагниттік  (жарық)  толқындарының 
шағылысу заңы алынады: толқынның шағылысу бұрышы түсу бұрышына тең 

3.2. 
.  Мұнда 
 және 
   ескерсек   
  
электромагниттік  толқындардың  сыну  заңын  аламыз. 
 және     
 екендігін 
еске алып, соңғы өрнекті былай жазуға болады 
   
 
 
 
 (16.1) 
 
Оптикада  мұндай  қатынасты  Снелли  заңы  деп  атайды.  Мұндағы 
 және 
 бірінші 
және  екінші  ортаның  абсолют  сыну  көрсеткіштері, 
 –  екінші  ортаның  бірінші  ортаға 

126 
 
қарағандағы салыстырмалы сыну көрсеткіші, ал с – вакуумдегі электромагниттік (жарықтың) 
толқындардың таралу жылдамдығы. 
Егер    жарық  кері  бағытпен  (яғни  екінші  ортадан  бірінші  ортаға   бұрышпен  түскен 
жағдайда)  таралатын  болса,  онда  түскен  және  сынған  сәулелер  орындарымен  алмасады 
(жарық сәулелерінің қайтамдылық қасиеті). Бұл жағдайда 
12
21
/
n
n
 қатынасы орын алады. 
Жарық  оптикаша  тығыздығы  кем  ортадан  оптикаша  тығыздығы  артқы  ортаға 
таралғанда,  түсу  бұрышының  ұлғаюына  байланысты,  шағылған  жарық  энергиясының  мәні 
өседі. Ал бұл жағдайда сынған сәуленің энергиясының мәні кемиді. 
Егер  жарық  оптикаша  тығыздығы  артық  ортадан  оптикаша  тығыздығы  кем  ортаға 
(абсолют  сыну  көрсеткіші  аз)  ортаға  таралғанда,  түсу  бұрышының  ұлғаюына  байланысты, 
шағылған  жарық  энергиясының  бөліктері  де  өседі.  Бірақ  та  түсу 
пр
 бұрышының  кейбір 
мәнінен  бастап  сәуленің  барлық  жарық  энергиясы  шекаралық  беттен  шағылады  да  жарық 
бірінші ортадан екінші ортаға өтпейді (толық ішкі шағылу құбылысы). Түскен жарық түгел 
шағылып,  кейін  серпіледі.  Шекті  толық  ішкі  шағылу 
пр
 бұрышын,  (1)  өрнектегі 
2
/
 
және 
2
1
n
n
 екендігін еске алып, анықтауға болады: 
1
2
/
sin
n
n
пр
   
 
 
 
 
 
(16.2) 
 
16.2.2. Жарықтың дисперсиясы 
Ақ  жарықтың  сыну,  дифракция  немесе  интерференция  кезіндегі  спектрге  жіктелуін 
жарықтың  дисперсиясы  деп  атайды.  Дәлірек  айтсақ,  жарықтың  дисперсиясы  дегеніміз 
электромагниттік толқынның (жарықтың) фазалық жылдамдығының оның жиілігіне (толқын 
ұзындығына) тәуелділігі. 
 
)
(
0
f
n
   
 
 
 
 
 
(16.3) 
16.1-сурет. Кез келген бағыт бойымен таралатын жазық толқын теңдеуін қорытып 
шығару үшін 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

127 
 
16.2-сурет. Электромагниттік толқындардың шағылу және сыну заңдарын қорытып 
шығару үшін. 
 
Мұндағы 
 –  вакуумдегі  жарық  толқынының  ұзындығы.  Берілген  заттың  сыну 
көрсеткішінің толқын ұзындығына тәуелділігінің мөлшерлік сипаттамасы үшін орташа және 
салыстырмалы  дисперсия  деген  ұғымдар  енгізіледі.  Мысалы, 
 және 
 екі  толқын 
ұзындықтарына 
 және 
 сыну  көрсеткіштері  сәйкес  келетін  болса,  онда  заттың  орташа 
дисперсиясы мынандай қатынастармен өрнектеледі: 
 
 
 
 
 
 
 (16.4) 
 
Практикада  дисперсияның  өлшемі  ретінде  не  орташа  (
)  дисперсияны,  не 
салыстырмалы дисперсияны 
 
    
 
 
 
 
(16.5) 
 
алады.  Мұндағы   
,
 –  толқын  ұзындықтары 
486,1нм, 
656,3нм    және  
589,3нм  болатын  F,  C,  D  фраунгофер  спектрлік  сызықтары  үшін  сыну  көрсеткіштері. 
Салыстырмалы дисперсияға кері шама дисперсия коэффициенті 
 
ν=
  
 
 
 
 
 (16.6) 
 
деп аталады, бірақта бұл шама сирек пайдаланылады. 
Барлық  мөлдір  түссіз  заттар  (16.3)-  функцияның  мәні  (dn/d
)  болады.  Мұндай 
сипаттамалы  дисперсияны  қалыпты  дисперсия  деп  атайды.  Егер  зат  жұтатын  болса,  онда 
жұтылу алқабында және оның төңірегінде аномаль (dn/d
) дисперсия байқалады. 
Жарықтың дисперсия құбылысын, мысалы, жарық толқыны электромагниттік өрісінің 
ортаның электр зарядтарымен әсерлесуі тұрғысынан түсіндіруге болады. 
Диэлектрик  (орта)  жарық  толқынының  электр  өрісінің  әсерінен  поляризацияланады. 
Ортаның  поляризациялануы  поляризация  векторы 
 шамасымен  бағаланады: 
=Ne

Мұндағы  N  –  көлем  бірлігіндегі  дипольдар  саны,  e  –  дипольдің  электрлік  моменті. 
Поляризация  векторының  мәні  жарық  толқынының  электр  өрісі 
 кернеулігіне  тура 
пропорционал: 
=
:  мұндағы  χ  –  заттың  электрлік  қабылдағыштығы,  ол  заттың 
диэлектрлік  өтімділігімен   байланысты:  =1+χ.  Максвелл  теориясы  бойынша:  n=
 , 
мұндағы   –  ортаның  магниттік  өтімділігі,  көптеген  мөлдір  денелер  үшін 
1.  Сонымен, 
жоғарғы айтылғандарды ескере отырып, мынандай өрнекті алуымызға болады: 
 
  
 
 
 
 (16.7) 
 
Жарық толқындарының электромагниттік өрісі әсерінен зат атомының құрамына 
кіретін электронның қозғалыс теңдеуін құрып, х ығысудың (ауытқудың) өлшемін 
табуымызға болады. Осы мақсатпен жеке электронға әсер ететін күштерді қарастыралық: 
1.  Өтетін  жарық  толқынына  электр  өрісі  тарапынан  әсер  ететін  қоздырушы  күш 
шамасы: 
, мұндағы   – өріс кернеулігінің амплитудасы,   – бұрыштық жиілік. 
2. Квазисерпімді күш 
х, мұндағы 
 – электронның меншікті жиілігі, 
 – 
электронның массасы. 

128 
 
3.Өшетін 
тербеліске 
әкеліп 
соқтыратын  үйкеліс  күші: 
 , 
мұндағы   
–  электронның  қозғалыс  жылдамдығы,   
– 
өшу 
көрсеткіші. 
Осы 
келтірілген  күштерді  ескере  отырып 
электронның  қозғалыс  теңдеуін  мына 
түрде 
жазуға болады: 
x
m
x
m
t
eE
x
m



0
2
0
0
0
0
sin
 
 (16.8) 
 
Бұл дифференциалдық теңдеудің шешімі 
)
sin(
0
t
A
x
 
 
 
 
 
 
(16.9) 
Өрнек түрінде болады. Мұндағы  
2
2
2
2
0
0
0
0
4
)
(
m
eE
A
 и 
)
/(
2
2
2
0
tg
 
(16.10) 
 
Егер үйкеліс күштері аз болса (
), онда (16.9) өрнектің орнына  
 
t
m
eE
x
sin
)
(
/
2
2
0
0
0
 
  (16.11) 
 
жазамыз; (16.11) өрнектегі х-тің мәнін  (7) теңдеуіне қойып, біржола 
)
(
/
1
2
2
0
0
0
2
2
m
Ne
n
 
  (16.12) 
Өрнегін аламыз. (16.12)-қатынасқа анализ жасалынып, ол n=f( ) график түрінде 16.3 
суретте көрсетілген. 
Суретте келтірілген дисперсия қисығының АВ және СD бөліктері қалыпты дисперсияға, 
ВС  бөлігі  аномаль  дисперсияға  сәйкес  келеді. 
 болғанда  үйкеліс  күштерінің 
болмағандығынан (
) сыну көрсеткішінің белгілі нақты мәні болмайды (пунктир сызық). 
Егер тербелістің  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
16.3-сурет. Жиілігі 
 жеке жұтылужолағының  жанындағы дисперсияның түрі  
өшетінін ескеретін болсақ, онда сыну көрсеткішінің жиіліктің өсуіне байланысты кеми 
түсетіндігін  (аномаль  дисперсия)  көрсететін  ВС  бөлігі  пайда  болады.  Бұл  жағдайда 
резонанстың жұтылу алқабында байқалады (
ге жақын   жиілігі үшін). 

129 
 
Аномаль  дисперсия  жарық  жұтылу  құбылысына  тығыз  байланысты.  Сыну 
көрсеткіштері  үлкен  алқаптарда  жарық  күштірек  жұтылады.  Жарық  жұтылу  салдарынан 
дисперсия қисығы өзгермейді, аномаль дисперсия алқабы білінеді.  
(16.8)  қозғалыс  теңдеуі  толық  емес,  өйткені  мұнда  көршілес  молекулалар  мен 
дипольдардың  әсері  ескерілмеген.  Егер  осы  фактор  ескерілетін  болса,  онда  Лоренц  пен 
Лорентцтің  көрсетулері  бойынша,  сұйықтардағы  полярлық  емес  молекулалар  үшін  сыну 
көрсеткіш (n): 
N
n
n
)
3
/
4
(
)
2
/(
)
1
(
2
2
 
 
 
 
 
 
 
және 
 
 
 
 
N
M
n
n
)
3
/
4
(
/
)]
2
/(
)
1
[(
2
2
   
 
 
 (16.13) 
 
болады.  Мұндағы  N  –  көлем  бірлігіндегі  бөлшектер  саны, 
-молекулалардың 
поляризациялануы, 
 – Авогадро саны, ρ – заттың тығыздығы, М – мольдік масса. 
R
M
n
n
/
)]
2
/(
)
1
[(
2
2
 шамасы 
молекулалық  рефракция  деп  аталады. 
Ерітінділер үшін молекулалық рефракциялардың аддитивті ережесі орындалады. (Ерітіндінің 
рефракциясы  компоненттердің  рефракцияларының  қосындысынан  тұрады: 
k
k
k
R
c
R

мұндағы с
к 
 - мольдік бөліктердегі к-шы компонент концентрациясы). 
Егер екі компонент бірқалыпты қоспадағы бір көлем бірлігіндегі молекулалардың саны 
1
N
 және N
2
  болса, онда (13) формуласын мына түрдежазуға болады: 
)
)(
3
/
4
(
)
2
)(
1
(
2
2
1
1
2
2
N
N
n
n
  
 
 
 
 (16.14) 
мұндағы сыну п- қоспаның сыну көрсеткіші; 
0
1
1
1
)
(
N
M
N
,           
)
(
2
1
1
1
V
V
M
 
0
2
2
2
)
(
N
M
N
,      
)
(
2
1
2
2
V
V
M
 
1
V
 - бірінші компоненттің көлеміV

– екінші компоненттің көлемі. 
Таза компоненттердің тығыздықтарын төмендегіше белгілейік: 
1
1
01
V
M

2
2
02
V
M
,  ал  көлемдік  тығыздық  - 
)]
/(
[
2
1
1
V
V
V
.  Сонда  (16.14) 
теңдеуді төмендегіше жазуға болады: 
2
1
3
4
2
1
)
1
(
3
4
23
14
2
2
2
2
1
01
1
0
2
2
2
2
2
02
2
0
1
01
1
0
2
2
n
n
M
N
n
n
M
N
M
N
n
n
     
(16.15) 
немесе  
2
2
2
2
2
1
2
2
2
2
2
2
1
2
1
1
1
1
2
2
2
2
n
n
n
n
n
n
n
n
 
 
 
(16.16) 
16.2.3. Сыну көрсетіштерін анықтау 
Газ  тәріздес,  сұйық  және  қатты  денелердің  сыну  көрсеткіштерін  анықтау  тәсілдерін, 
негізінде, үшт әдіспен жүргізуге болады. 
Бірінші  әдіс:  призма  жасалынған  материалдың  сыну  көрсеткіштерін,  призмадағы 
сәуленің  ең  аз  бұрылу  бұрышын  өлшеу  арқылы  анықтау  керек.  Өлшеу  спектрометрлер 
(ганиометр-спектрометр) көмегімен жүргізіледі. 

130 
 
Екінші әдіс: толық ішкі шағылу құбылысына негізделген. Бұл құбылыс жарық әртүрлі 
сыну  көрсеткіші  бар  екі  ортаның  шекаралық  бетінен  өткендегі  сынған  шекті  сәулелерді 
бақылау кезінде байқалады. Осы әдіске негізделіп жасалынған приборлар рефрактометрлер 
деп аталады. 
Үшінші  әдіс:  зерттелетін  заттың  оптикалық  тығыздығын  эталонмен  салыстыруға, 
дәлірек  айтқанда,  сыну  көрсеткіші  әртүрлі  орталарда  когерентті  сәулелердің  таралуындағы 
жол  айырмасын  анықтауға  негізделген.  Осы  әдіске  негізделіп  жасалынған  приборларды 
интерферометрлер (интерферометрлік рефрактометр) деп атайды.  
Біз бұл жұмыста тек екінші әдісті ғана қарастырамыз. Жоғарыда айтылғандай бұл әдіс 
бойынша  өлшеулер  рефрактометрлердің  көмегімен  жүргізіледі.  Олардың  ішіндегі  көп 
таралғаны Аббе жүйесіндегі РЛ, РПЛ-3, ИРФ-22 және т.б. типті рефрактометрлер. 
Прибордың негізгі бөлігі-сыну көрсеткіші 1,700-ден асатын шыныдан жасалған екі тік 
бұрышты  призмадан  түзілген  күрделіпризма.  Жоғарғы  призма  –  жарықтандырғыш 
(гипотенузалық  қыры-сәулелерді  шашыратуға  арналған  күңгірт  бет),  ал  төменгі  призма-
өлшеуіш (призма) болып табылады (16.4а сурет). 
Жарықтандырғыш  призманың  гипотенузалық  жақ  бетінен  шашыраған  жарық  сәулесі 
сыну көрсеткіші п болатын зерттелінетін сұйықтың жұқа жазық –параллель қабатынан өтіп, 
төменгі (өлшеуіш) призманың диагональ жағына 0° ден 90° қа дейінгі аралықта жататын кез-
келген бұрышпен келіп түседі. 
 
а) 
 
 
 
 
 
 
б) 
16.4 сурет. Сәуленің сырғанап таралу (а) және толық ішкі шағылу (б) әдістерін 
қолданудағы сәулелердің призмалардағы жолы 
Сырғанап  таралатын  жарық  шоғы  (түсу  бұрышы  90°  -  қа  тең)  өлшеуіш  призманың 
гипотенузалық  жағынан  сынып,  ары  қарай  шекті  сыну 
пр
 бұрышпен  жүре  отырып,  одан  i 
бұрышпен  сыртқа  шығады.  Осы  i  бұрышы  шашыраған  шоқтың  барлық  қалған  сәулелерді 
үшін ең аз бұрыш болып табылады. Сондықтан да көру трубасының О
к  
окулярының көріну 
өрісінде  жарық  және  қара-қоңыр  өрістің  бөлінетін  айқын  шекарасы  бақыланады  (жоғарғы 
жағында қара – қоңыр өріс, төменде – жарық өріс).  
Егер  алғашқы  жарық    шоғын  төменнен  өлшеуіш  призманың  (16.4б  сурет)  үлкен 
катетіне  бағыттасақ,  онда  окулярдағы  қара-қоңыр  және  жарық  өрістердің  орындарының 
ауысқанын көреміз (жоғарғы жағында – жарық өріс, төменде қара-қоңыр). 
Өлшеуіш  призманың 
0
n
 сыну  көрсеткішін  және  геометриясын  біле  отырып, 
зерттелінетін  сұйықтың  п  сыну  көрсеткішінің  басқа  белгілі  параметрлермен  аналитикалық 
байланыс түрін оңай анықтауға болады: 
 
 

131 
 
i
i
n
n
sin
cos
sin
sin
2
2
0
 
 
 
 
 (16.17) 
Бұл  формула  рефрактометрлерді  конструкциялаудың  және  олардың  есеп  алынатын 
шкалаларын градуирлеудің негізіне жатады. 
 

Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   7   8   9   10   11   12   13   14   15




©engime.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет