Zakoni fizike igraju vrlo važnu ulogu pri izvođenju proračuna za planiranje specifične strategije za proizvodnju bilo kojeg proizvoda ili prilikom izrade projekta za izgradnju objekata za različite namjene. Mnoge količine se izračunavaju, pa se mjere i proračuni vrše prije početka radova na planiranju. Na primjer, indeks loma stakla jednak je omjeru sinusa upadnog ugla i sinusa ugla prelamanja.

Dakle, prvo se vrši proces mjerenja uglova, zatim se izračunava njihov sinus i tek onda se može dobiti željena vrijednost. Unatoč dostupnosti tabelarnih podataka, svaki put vrijedi izvršiti dodatne proračune, jer se u referentnim knjigama često koriste idealni uvjeti, koje je gotovo nemoguće postići u stvarnom životu. Stoga će se u stvarnosti indikator nužno razlikovati od tabele, au nekim situacijama je to od fundamentalne važnosti.

Apsolutni indikator

Apsolutni indeks loma ovisi o marki stakla, jer u praksi postoji veliki broj opcija koje se razlikuju po sastavu i stupnju prozirnosti. U prosjeku je 1,5 i fluktuira oko ove vrijednosti za 0,2 u jednom ili drugom smjeru. U rijetkim slučajevima može doći do odstupanja od ove brojke.

Opet, ako je važan tačan indikator, onda se dodatna mjerenja ne mogu izbjeći. Ali oni također ne daju 100% pouzdan rezultat, jer će na konačnu vrijednost utjecati položaj sunca na nebu i oblačnost na dan mjerenja. Srećom, u 99,99% slučajeva dovoljno je jednostavno znati da je indeks loma materijala kao što je staklo veći od jedan i manji od dva, a sve ostale desetinke i stotinke nisu bitne.

Na forumima koji pomažu u rješavanju problema iz fizike često se postavlja pitanje: koliki je indeks prelamanja stakla i dijamanta? Mnogi ljudi misle da budući da su ove dvije tvari slične po izgledu, onda bi njihova svojstva trebala biti približno ista. Ali ovo je zabluda.

Maksimalna refrakcija stakla bit će oko 1,7, dok za dijamant ovaj pokazatelj dostiže 2,42. Ovaj dragi kamen je jedan od rijetkih materijala na Zemlji čiji indeks prelamanja prelazi 2. To je zbog njegove kristalne strukture i visokog nivoa raspršenja svjetlosnih zraka. Rez igra minimalnu ulogu u promenama vrednosti tabele.

Relativni indikator

Relativni indikator za neka okruženja može se okarakterisati na sljedeći način:

• - indeks prelamanja stakla u odnosu na vodu je približno 1,18;
• - indeks prelamanja istog materijala u odnosu na vazduh je 1,5;
• - indeks prelamanja u odnosu na alkohol - 1.1.

Mjerenja indikatora i proračuni relativne vrijednosti se vrše prema poznatom algoritmu. Da biste pronašli relativni parametar, trebate podijeliti jednu vrijednost tablice drugom. Ili napravite eksperimentalne proračune za dva okruženja, a zatim podijelite dobivene podatke. Takve operacije se često izvode na časovima laboratorijske fizike.

Određivanje indeksa prelamanja

Određivanje indeksa prelamanja stakla u praksi je prilično teško, jer su za mjerenje početnih podataka potrebni visokoprecizni instrumenti. Svaka greška će se povećati, jer se u proračunu koriste složene formule koje zahtijevaju odsustvo grešaka.

Općenito, ovaj koeficijent pokazuje koliko se puta usporava brzina širenja svjetlosnih zraka pri prolasku kroz određenu prepreku. Stoga je tipično samo za prozirne materijale. Indeks prelamanja gasova uzima se kao referentna vrednost, odnosno kao jedinica. To je urađeno tako da je bilo moguće poći od neke vrijednosti prilikom proračuna.

Ako sunčeva zraka padne na površinu stakla s indeksom loma jednakim vrijednosti u tablici, tada se može promijeniti na nekoliko načina:

• 1. Na vrh zalijepite film čiji će indeks loma biti veći od stakla. Ovaj princip se koristi u zatamnjivanju auto stakala kako bi se poboljšao komfor putnika i omogućio vozaču da ima jasniji pregled stanja u saobraćaju. Film će takođe inhibirati ultraljubičasto zračenje.
• 2. Obojite staklo bojom. Proizvođači jeftinih sunčanih naočara to rade, ali vrijedi uzeti u obzir da to može biti štetno za vid. U dobrim modelima staklo se odmah proizvodi obojeno posebnom tehnologijom.
• 3. Uronite čašu u malo tečnosti. Ovo je korisno samo za eksperimente.

Ako zraka svjetlosti prođe iz stakla, tada se indeks loma na sljedećem materijalu izračunava pomoću relativnog koeficijenta, koji se može dobiti poređenjem vrijednosti iz tablice. Ovi proračuni su veoma važni u projektovanju optičkih sistema koji nose praktična ili eksperimentalna opterećenja. Greške su ovdje neprihvatljive, jer će dovesti do nepravilnog rada cijelog uređaja, a onda će svi podaci dobiveni uz njegovu pomoć biti beskorisni.

Da biste odredili brzinu svjetlosti u staklu s indeksom prelamanja, trebate podijeliti apsolutnu vrijednost brzine u vakuumu s indeksom prelamanja. Vakuum se koristi kao referentni medij jer tamo ne djeluje refrakcija zbog odsustva bilo kakvih supstanci koje bi mogle ometati nesmetano kretanje svjetlosnih zraka duž date putanje.

U bilo kojim izračunatim pokazateljima, brzina će biti manja nego u referentnom mediju, jer je indeks loma uvijek veći od jedinice.

Lekcija 25/III-1 Širenje svjetlosti u različitim medijima. Refrakcija svjetlosti na granici između dva medija.

Učenje novog gradiva.

Do sada smo razmatrali širenje svjetlosti u jednom mediju, kao i obično - u zraku. Svjetlost se može širiti u različitim medijima: prelaziti iz jednog medija u drugi; U tačkama upada, zraci se ne samo reflektuju od površine, već i delimično prolaze kroz nju. Takvi prijelazi uzrokuju mnoge lijepe i zanimljive pojave.

Promjena smjera širenja svjetlosti koja prolazi kroz granicu dva medija naziva se refrakcija svjetlosti.

Deo svetlosnog snopa koji pada na interfejs između dva prozirna medija se reflektuje, a deo prelazi u drugi medij. U tom slučaju se mijenja smjer svjetlosnog snopa koji je prošao u drugi medij. Stoga se fenomen naziva prelamanjem, a zrakom lomljenim.

1 – upadni snop

2 – reflektovani snop

3 – prelomljena zraka α β

OO 1 – interfejs između dva medija

MN - okomito O O 1

Ugao koji formira zrak i okomit na granicu između dva medija, spušten na upadnu tačku zraka, naziva se ugao prelamanja γ (gama).

Svjetlost u vakuumu putuje brzinom od 300.000 km/s. U svakom mediju, brzina svjetlosti je uvijek manja nego u vakuumu. Stoga, kada svjetlost prelazi iz jednog medija u drugi, njegova brzina se smanjuje i to uzrokuje prelamanje svjetlosti. Što je manja brzina širenja svjetlosti u datom mediju, to je veća optička gustoća ovog medija. Na primjer, zrak ima veću optičku gustoću od vakuuma, jer je brzina svjetlosti u zraku nešto manja nego u vakuumu. Optička gustina vode je veća od optičke gustine vazduha jer je brzina svetlosti u vazduhu veća nego u vodi.

Što se optičke gustoće dva medija više razlikuju, to se više svjetlosti prelama na njihovom međuprostoru. Što se brzina svjetlosti više mijenja na granici između dva medija, to se više lomi.

Za svaku prozirnu supstancu postoji tako važna fizička karakteristika kao što je indeks loma svjetlosti n. Pokazuje koliko je puta brzina svjetlosti u datoj tvari manja nego u vakuumu.

Indeks loma svjetlosti

Odnos između upadnog ugla i ugla prelamanja zavisi od optičke gustoće svakog medija. Ako zrak svjetlosti prijeđe iz medija sa manjom optičkom gustoćom u medij sa većom optičkom gustoćom, tada će ugao prelamanja biti manji od upadnog ugla. Ako zraka svjetlosti dolazi iz medija veće optičke gustoće, tada će ugao prelamanja biti manji od upadnog ugla. Ako zraka svjetlosti prelazi iz medija veće optičke gustoće u medij sa nižom optičkom gustoćom, tada je ugao prelamanja veći od upadnog ugla.

Odnosno, ako je n 1 γ; ako je n 1 >n 2 onda α<γ.

Zakon prelamanja svetlosti :

Upadni snop, prelomljeni snop i okomita na granicu između dva medija u tački upada zraka leže u istoj ravni.

Odnos između upadnog ugla i ugla prelamanja određen je formulom.

gdje je sinus upadnog ugla i sinus ugla prelamanja.

Vrijednost sinusa i tangenta za uglove 0 – 900

Zakon prelamanja svjetlosti prvi je formulisao holandski astronom i matematičar W. Snelius oko 1626. godine, profesor na Univerzitetu u Leidenu (1613.).

Za 16. vek, optika je bila ultramoderna nauka Iz staklene kugle napunjene vodom, koja se koristila kao sočivo, nastalo je povećalo. I od njega su izmislili teleskop i mikroskop. U to vrijeme, Holandiji su bili potrebni teleskopi da vidi obalu i na vrijeme pobjegne od neprijatelja. Optika je bila ta koja je osiguravala uspjeh i pouzdanost navigacije. Stoga su u Holandiji mnogi naučnici bili zainteresovani za optiku. Holanđanin Skel Van Rooyen (Snelius) je posmatrao kako se tanak snop svetlosti reflektuje u ogledalu. Izmjerio je upadni ugao i ugao refleksije i ustanovio: ugao refleksije jednak je upadnom kutu. On takođe poseduje zakone refleksije svetlosti. Izveo je zakon prelamanja svjetlosti.

Razmotrimo zakon prelamanja svjetlosti.

Sadrži relativni indeks prelamanja drugog medija u odnosu na prvi, u slučaju kada drugi ima veću optičku gustoću. Ako se svjetlost lomi i prolazi kroz medij sa nižom optičkom gustoćom, tada je α< γ, тогда

Ako je prvi medij vakuum, tada je n 1 =1 onda .

Ovaj indikator se naziva apsolutni indeks loma drugog medija:

gdje je brzina svjetlosti u vakuumu, brzina svjetlosti u datom mediju.

Posljedica prelamanja svjetlosti u Zemljinoj atmosferi je činjenica da vidimo Sunce i zvijezde nešto više od njihovog stvarnog položaja. Prelamanjem svetlosti se može objasniti pojava fatamorgana, duga... Fenomen prelamanja svetlosti je osnova principa rada numeričkih optičkih uređaja: mikroskopa, teleskopa, kamere.

Okrenimo se detaljnijem razmatranju indeksa prelamanja, koji smo uveli u §81 kada smo formulisali zakon refrakcije.

Indeks loma ovisi o optičkim svojstvima medija iz kojeg snop pada i medija u koji prodire. Indeks prelamanja dobijen kada svjetlost iz vakuuma padne na bilo koji medij naziva se apsolutni indeks prelamanja tog medija.

Rice. 184. Relativni indeks loma dva medija:

Neka je apsolutni indeks prelamanja prve sredine i indeksa druge sredine - . Uzimajući u obzir refrakciju na granici prvog i drugog medija, vodimo računa da indeks loma pri prijelazu iz prvog medija u drugi, tzv. relativni indeks loma, bude jednak omjeru apsolutnih indeksa prelamanja medija. drugi i prvi medij:

(Sl. 184). Naprotiv, kada prelazimo iz drugog medija u prvi, imamo relativni indeks prelamanja

Utvrđena veza između relativnog indeksa prelamanja dva medija i njihovih apsolutnih indeksa prelamanja mogla bi se izvesti teoretski, bez novih eksperimenata, baš kao što se to može učiniti za zakon reverzibilnosti (§82),

Medij sa većim indeksom prelamanja naziva se optički gušći. Obično se mjeri indeks prelamanja različitih medija u odnosu na zrak. Apsolutni indeks prelamanja zraka je . Dakle, apsolutni indeks loma bilo koje sredine povezan je s njegovim indeksom prelamanja u odnosu na zrak po formuli

Tabela 6. Indeks loma različitih tvari u odnosu na zrak

Indeks prelamanja zavisi od talasne dužine svetlosti, odnosno od njene boje. Različite boje odgovaraju različitim indeksima loma. Ovaj fenomen, nazvan disperzija, igra važnu ulogu u optici. U narednim poglavljima ćemo se više puta baviti ovim fenomenom. Podaci dati u tabeli. 6, odnosi se na žuto svjetlo.

Zanimljivo je napomenuti da se zakon refleksije može formalno napisati u istom obliku kao i zakon refrakcije. Podsjetimo da smo se dogovorili da uvijek mjerimo uglove od okomice na odgovarajući zrak. Stoga moramo smatrati da upadni ugao i ugao refleksije imaju suprotne predznake, tj. zakon refleksije se može zapisati kao

Upoređujući (83.4) sa zakonom refrakcije, vidimo da se zakon refleksije može smatrati posebnim slučajem zakona refrakcije na . Ova formalna sličnost zakona refleksije i prelamanja je od velike koristi u rješavanju praktičnih problema.

U prethodnom izlaganju indeks loma je imao značenje konstante sredine, nezavisno od intenziteta svetlosti koja prolazi kroz nju. Ovakvo tumačenje indeksa prelamanja je sasvim prirodno, ali u slučaju visokih intenziteta zračenja, koje se mogu postići savremenim laserima, nije opravdano. Svojstva medija kroz koje prolazi jako svjetlosno zračenje zavise u ovom slučaju od njegovog intenziteta. Kako kažu, okruženje postaje nelinearno. Nelinearnost medija se očituje, posebno, u činjenici da svjetlosni val visokog intenziteta mijenja indeks prelamanja. Zavisnost indeksa prelamanja od intenziteta zračenja ima oblik

Ovdje je uobičajeni indeks loma, i nelinearni indeks loma, i faktor proporcionalnosti. Dodatni izraz u ovoj formuli može biti pozitivan ili negativan.

Relativne promjene indeksa prelamanja su relativno male. Kod nelinearnog indeksa prelamanja. Međutim, primjetne su čak i tako male promjene indeksa prelamanja: one se manifestiraju u osebujnom fenomenu samofokusiranja svjetlosti.

Razmotrimo medij s pozitivnim nelinearnim indeksom prelamanja. U ovom slučaju, područja povećanog intenziteta svjetlosti su istovremeno i područja povećanog indeksa prelamanja. Tipično, u stvarnom laserskom zračenju, distribucija intenziteta po poprečnom presjeku snopa zraka je neujednačena: intenzitet je maksimalan duž ose i glatko se smanjuje prema rubovima snopa, kao što je prikazano na sl. 185 punih krivina. Slična raspodjela također opisuje promjenu indeksa prelamanja preko poprečnog presjeka ćelije s nelinearnim medijem duž čije ose se širi laserski snop. Indeks prelamanja, koji je najveći duž ose kivete, glatko opada prema njenim zidovima (isprekidane krive na sl. 185).

Snop zraka koji napušta laser paralelno s osi, ulazi u medij s promjenjivim indeksom prelamanja, skreće se u smjeru gdje je veći. Stoga, povećani intenzitet u blizini kivete dovodi do koncentracije svjetlosnih zraka u ovom području, što je shematski prikazano u poprečnim presjecima i na Sl. 185, a to dovodi do daljeg povećanja. Konačno, efektivni poprečni presjek svjetlosnog snopa koji prolazi kroz nelinearni medij je značajno smanjen. Svjetlost prolazi kroz uski kanal s visokim indeksom prelamanja. Tako se laserski snop zraka sužava, a nelinearni medij pod utjecajem intenzivnog zračenja djeluje kao sabirno sočivo. Ovaj fenomen se naziva samofokusiranje. Može se primijetiti, na primjer, u tekućem nitrobenzenu.

Rice. 185. Raspodjela intenziteta zračenja i indeksa prelamanja preko poprečnog presjeka laserskog snopa zraka na ulazu u kivetu (a), blizu ulaznog kraja (), u sredini (), blizu izlaznog kraja kivete ( )

Određivanje indeksa prelamanja prozirnih čvrstih materija

I tečnosti

Uređaji i pribor: mikroskop sa svetlosnim filterom, ravnoparalelna ploča sa oznakom AB u obliku krsta; refraktometar marke "RL"; set tečnosti.

Cilj rada: odrediti indekse prelamanja stakla i tekućina.

Određivanje indeksa prelamanja stakla pomoću mikroskopa

Za određivanje indeksa loma prozirne čvrste tvari koristi se ravnoparalelna ploča od ovog materijala s oznakom.

Oznaka se sastoji od dvije međusobno okomite ogrebotine, od kojih je jedna (A) nanesena na dno, a druga (B) na gornju površinu ploče. Ploča je osvijetljena monohromatskim svjetlom i promatrana kroz mikroskop. On
pirinač. Na slici 4.7 prikazan je poprečni presjek ispitivane ploče s vertikalnom ravninom.

Zraci AD i AE, nakon prelamanja na granici staklo-vazduh, putuju u smjerovima DD1 i EE1 i ulaze u sočivo mikroskopa.

Posmatrač koji gleda ploču odozgo vidi tačku A na preseku nastavka zraka DD1 i EE1, tj. u tački C.

Dakle, posmatraču se čini da se tačka A nalazi u tački C. Nađimo odnos između indeksa prelamanja n materijala ploče, debljine d i prividne debljine ploče d1.

4.7 jasno je da je VD = VStgi, BD = AVtgr, odakle

tgi/tgr = AB/BC,

gdje je AB = d – debljina ploče; BC = d1 prividna debljina ploče.

Ako su uglovi i i r mali, onda

Sini/Sinr = tgi/tgr, (4.5)

one. Sini/Sinr = d/d1.

Uzimajući u obzir zakon prelamanja svjetlosti, dobijamo

Mjerenje d/d1 se vrši pomoću mikroskopa.

Optički dizajn mikroskopa sastoji se od dva sistema: sistema za posmatranje, koji uključuje sočivo i okular postavljene u cev, i sistema osvetljenja, koji se sastoji od ogledala i filtera koji se može ukloniti. Slika se fokusira rotacijom ručica koje se nalaze na obje strane cijevi.

Na osovini desne ručke postavljen je disk sa skalom.

Očitavanje b duž točkića u odnosu na fiksni pokazivač određuje udaljenost h od sočiva do mikroskopa:

Koeficijent k pokazuje do koje visine se pomiče cijev mikroskopa kada se ručka okrene za 1°.

Prečnik sočiva u ovoj postavci je mali u poređenju sa rastojanjem h, tako da ekstremna zraka koja ulazi u sočivo formira mali ugao i sa optičkom osom mikroskopa.

Ugao prelamanja r svjetlosti u ploči manji je od ugla i, tj. je takođe mala, što odgovara uslovu (4.5).

Radni nalog

1. Postavite ploču na stub mikroskopa tako da tačka preseka linija A i B (vidi sl.

Indeks prelamanja

4.7) bio na vidiku.

2. Okrenite ručku mehanizma za podizanje da podignete cijev u gornji položaj.

3. Gledajući kroz okular, rotirajte ručicu kako biste glatko spustili cijev mikroskopa sve dok u vidnom polju ne bude vidljiva jasna slika ogrebotine B nanesene na gornju površinu ploče. Zabilježite očitavanje b1 ekstremiteta, koje je proporcionalno udaljenosti h1 od sočiva mikroskopa do gornje ivice ploče: h1 = kb1 (Sl.

4. Nastavite glatko spuštati cijev dok ne dobijete jasnu sliku ogrebotine A, koja se posmatraču čini da se nalazi u tački C. Zabilježite novo očitavanje b2 brojčanika. Udaljenost h1 od sočiva do gornje površine ploče proporcionalna je b2:
h2 = kb2 (slika 4.8, b).

Udaljenosti od tačaka B i C do sočiva su jednake, jer ih posmatrač vidi jednako jasno.

Pomak cijevi h1-h2 jednak je prividnoj debljini ploče (sl.

d1 = h1-h2 = (b1-b2)k. (4.8)

5. Izmjerite debljinu ploče d na sjecištu poteza. Da biste to učinili, postavite pomoćnu staklenu ploču 2 ispod ploče 1 koja se proučava (slika 4.9) i spustite cijev mikroskopa sve dok sočivo (lagano) ne dodirne ploču koja se proučava. Obratite pažnju na indikaciju biranja a1. Uklonite ploču koja se proučava i spustite cijev mikroskopa sve dok sočivo ne dodirne ploču 2.

Napomena čitanje a2.

Sočivo mikroskopa će se tada spustiti na visinu jednaku debljini ploče koja se proučava, tj.

d = (a1-a2)k. (4.9)

6. Izračunajte indeks loma materijala ploče koristeći formulu

n = d/d1 = (a1-a2)/(b1-b2). (4.10)

7. Ponovite sva gornja mjerenja 3 - 5 puta, izračunajte prosječnu vrijednost n, apsolutne i relativne greške rn i rn/n.

Određivanje indeksa prelamanja tekućina pomoću refraktometra

Instrumenti koji se koriste za određivanje indeksa refrakcije nazivaju se refraktometri.

Opšti izgled i optički dizajn RL refraktometra prikazani su na Sl. 4.10 i 4.11.

Mjerenje indeksa prelamanja tekućina pomoću RL refraktometra zasniva se na fenomenu prelamanja svjetlosti koja prolazi kroz granicu između dva medija s različitim indeksima prelamanja.

Svjetlosni snop (sl.

4.11) od izvora 1 (sijalice sa žarnom niti ili raspršene dnevne svjetlosti) uz pomoć ogledala 2 usmjerava se kroz prozor u kućištu uređaja na dvostruku prizmu koju čine prizme 3 i 4, koje su izrađene od stakla s indeksom prelamanja 1,540 .

Površina AA gornje rasvjetne prizme 3 (sl.

4.12, a) mat i služi za osvetljavanje tečnosti rasejanom svetlošću, taloženom u tankom sloju u procepu između prizme 3 i 4. Svetlost raspršena mat površinom 3 prolazi kroz ravnoparalelni sloj ispitivane tečnosti i pada na dijagonalnoj površini BB donje prizme 4 pod razl
uglovi i u rasponu od nule do 90°.

Da bi se izbjegao fenomen totalne unutrašnje refleksije svjetlosti na površini eksploziva, indeks prelamanja ispitivane tekućine mora biti manji od indeksa prelamanja stakla prizme 4, tj.

manje od 1.540.

Zrak svjetlosti čiji je upadni ugao 90° naziva se paša.

Klizna zraka, prelomljena na granici tekućina-staklo, putovat će u prizmu 4 pod najvećim uglom prelamanja r itd< 90о.

Prelamanje klizećeg zraka u tački D (vidi sliku 4.12, a) je u skladu sa zakonom

nst/nl = sinipr/sinrpr (4.11)

ili nf = nst sinrpr, (4.12)

pošto je sinipr = 1.

Na površini BC prizme 4 dolazi do ponovnog prelamanja svjetlosnih zraka, a zatim

Sini¢pr/sinr¢pr = 1/ nst, (4.13)

r¢pr+i¢pr = i¢pr =a , (4.14)

gdje je a prelamajući zrak prizme 4.

Zajedničkim rješavanjem sistema jednadžbi (4.12), (4.13), (4.14) možemo dobiti formulu koja povezuje indeks loma nj ispitivane tekućine sa graničnim kutom prelamanja r'pr zraka koji izlazi iz prizme 4:

Ako se teleskop postavi na putanju zraka koje izlaze iz prizme 4, tada će donji dio njegovog vidnog polja biti osvijetljen, a gornji dio će biti taman. Interfejs između svetlog i tamnog polja formiraju zraci sa maksimalnim uglom prelamanja r¢pr. U ovom sistemu nema zraka čiji je ugao prelamanja manji od r¢pr (sl.

Vrijednost r¢pr, dakle, i položaj chiaroscuro granice zavise samo od indeksa loma nf ispitivane tekućine, budući da su nst i a konstantne vrijednosti u ovom uređaju.

Znajući nst, a i r¢pr, možete izračunati nl koristeći formulu (4.15). U praksi se formula (4.15) koristi za kalibraciju skale refraktometra.

Za skalu 9 (vidi.

pirinač. 4.11) lijevo su vrijednosti indeksa prelamanja za ld = 5893 Å. Ispred okulara 10 - 11 nalazi se pločica 8 sa oznakom (—-).

Pomeranjem okulara zajedno sa pločom 8 duž skale, moguće je poravnati oznaku sa interfejsom između tamnog i svetlog vidnog polja.

Podjela stepenaste skale 9, koja se poklapa sa oznakom, daje vrijednost indeksa prelamanja nl ispitivane tekućine. Objektiv 6 i okular 10 - 11 čine teleskop.

Rotirajuća prizma 7 mijenja tok zraka, usmjeravajući ga u okular.

Zbog disperzije stakla i ispitivane tekućine, umjesto jasne granice između tamnog i svijetlog polja, kada se promatra u bijeloj svjetlosti, dobija se dugina pruga. Da bi se eliminisao ovaj efekat, kompenzator disperzije 5 je instaliran ispred sočiva teleskopa. Glavni dio kompenzatora je prizma, koja je zalijepljena od tri prizme i može se rotirati u odnosu na os teleskopa.

Uglovi prelamanja prizme i njihov materijal odabrani su tako da žuta svjetlost talasne dužine ld =5893 Å prolazi kroz njih bez prelamanja. Ako se kompenzacijska prizma ugradi na putanju obojenih zraka tako da je njena disperzija jednaka po veličini, ali suprotna po predznaku od disperzije mjerne prizme i tekućine, tada će ukupna disperzija biti nula. U tom slučaju, snop svjetlosnih zraka će se skupiti u bijeli snop, čiji se smjer poklapa sa smjerom graničnog žutog snopa.

Dakle, kada se kompenzacijska prizma rotira, eliminira se boja. Zajedno sa prizmom 5, točkić za disperziju 12 rotira u odnosu na stacionarni pokazivač (vidi sliku 4.10). Ugao rotacije Z ekstremiteta omogućava da se proceni vrednost prosečne disperzije ispitivane tečnosti.

Skala brojčanika mora biti graduirana. Raspored je uključen uz instalaciju.

Radni nalog

1. Podignite prizmu 3, stavite 2-3 kapi ispitne tečnosti na površinu prizme 4 i donje prizme 3 (vidi sliku 4.10).

3. Koristeći okularno nišanjenje, postići oštru sliku skale i interfejsa između vidnih polja.

4. Rotacijom ručke 12 kompenzatora 5 uništite boju interfejsa između vidnih polja.

Pomerajući okular duž skale, poravnajte oznaku (—-) sa granicom tamnog i svetlog polja i zapišite vrednost indikatora tečnosti.

6. Ispitati predloženi set tečnosti i proceniti grešku merenja.

7. Nakon svakog mjerenja obrišite površinu prizmi filter papirom namočenim u destilovanu vodu.

Kontrolna pitanja

Opcija 1

Definirajte apsolutne i relativne indekse prelamanja medija.

2. Nacrtajte putanju zraka preko interfejsa između dva medija (n2> n1, i n2< n1).

3. Dobiti odnos koji povezuje indeks prelamanja n sa debljinom d i prividnom debljinom d¢ ploče.

4. Zadatak. Granični ugao ukupne unutrašnje refleksije za određenu supstancu je 30°.

Pronađite indeks loma ove supstance.

Odgovor: n =2.

Opcija 2

1. Šta je fenomen totalne unutrašnje refleksije?

2. Opišite dizajn i princip rada RL-2 refraktometra.

3. Objasnite ulogu kompenzatora u refraktometru.

4. Zadatak. Sijalica se spušta sa središta okruglog splava na dubinu od 10 m. Odrediti minimalni polumjer splava bez zraka iz sijalice do površine.

Odgovor: R = 11,3 m.

INDEKS PRELAMANJA, ili INDEKS PRELAMANJA, je apstraktni broj koji karakterizira moć prelamanja prozirnog medija. Indeks loma označen je latiničnim slovom π i definiran je kao omjer sinusa upadnog ugla i sinusa ugla prelamanja zraka koji ulazi u dati prozirni medij iz praznine:

n = sin α/sin β = const ili kao omjer brzine svjetlosti u praznini i brzine svjetlosti u datom providnom mediju: n = c/νλ iz praznine u datu providnu sredinu.

Indeks prelamanja se smatra merom optičke gustine medija

Ovako određen indeks prelamanja naziva se apsolutni indeks loma, za razliku od relativnog tzv.

e pokazuje koliko se puta usporava brzina širenja svjetlosti kada se njen indeks loma promijeni, što je određeno omjerom sinusa upadnog ugla i sinusa ugla prelamanja zraka kada snop prolazi iz sredine od. jednog denziteta u medijum drugog denziteta. Relativni indeks loma jednak je omjeru apsolutnih indeksa prelamanja: n = n2/n1, gdje su n1 i n2 apsolutni indeksi prelamanja prvog i drugog medija.

Apsolutni indeks prelamanja svih tijela - čvrstih, tekućih i plinovitih - veći je od jedinice i kreće se od 1 do 2, samo u rijetkim slučajevima prelazi 2.

Indeks prelamanja zavisi i od svojstava medija i od talasne dužine svetlosti i raste sa smanjenjem talasne dužine.

Stoga se slovu p dodjeljuje indeks, koji označava kojoj talasnoj dužini indikator pripada.

INDEKS PRELAMANJA

Na primjer, za TF-1 staklo indeks loma u crvenom dijelu spektra je nC = 1,64210, au ljubičastom dijelu nG’ = 1,67298.

Indeksi loma nekih prozirnih tijela

Vazduh - 1,000292

Voda - 1.334

Eter - 1,358

Etilni alkohol - 1.363

Glicerin - 1.473

Organsko staklo (pleksiglas) - 1, 49

Benzen - 1.503

(Krunsko staklo - 1.5163

Jela (kanadska), balzam 1,54

Teška staklena kruna - 1, 61 26

Flint staklo - 1.6164

Ugljen-disulfid - 1.629

Stakleni teški kremen - 1, 64 75

Monobromonaftalen - 1,66

Staklo je najteži kremen - 1,92

Dijamant - 2,42

Razlika u indeksu prelamanja za različite dijelove spektra je uzrok hromatizma, tj.

razlaganje bijele svjetlosti dok prolazi kroz lomne elemente - sočiva, prizme itd.

Laboratorijski rad br. 41

Određivanje indeksa prelamanja tekućina pomoću refraktometra

Svrha rada: određivanje indeksa prelamanja tekućina metodom ukupne unutrašnje refleksije pomoću refraktometra IRF-454B; proučavanje zavisnosti indeksa prelamanja rastvora od njegove koncentracije.

Opis instalacije

Kada se nemonokromatska svjetlost lomi, ona se razlaže na svoje sastavne boje u spektar.

Ova pojava je posljedica ovisnosti indeksa prelamanja tvari o frekvenciji (valnoj dužini) svjetlosti i naziva se svjetlosna disperzija.

Uobičajeno je da se moć prelamanja medija karakteriše indeksom prelamanja na talasnoj dužini λ = 589,3 nm (prosečna talasna dužina dve bliske žute linije u spektru natrijumove pare).

60. Koje se metode za određivanje koncentracije tvari u otopini koriste u atomskoj apsorpcionoj analizi?

Ovaj indeks loma je označen nD.

Mjera disperzije je prosječna disperzija, definisana kao razlika ( nF-nC), Gdje nF- indeks prelamanja supstance na talasnoj dužini λ = 486,1 nm (plava linija u spektru vodonika), nC– indeks prelamanja supstance λ - 656,3 nm (crvena linija u spektru vodonika).

Refrakciju supstance karakteriše vrednost relativne disperzije: Priručnici obično daju vrednost inverznu relativnoj disperziji, tj.

tj. gdje je koeficijent disperzije, ili Abbeov broj.

Instalacija za određivanje indeksa prelamanja tekućina sastoji se od refraktometra IRF-454B sa granicama mjerenja indikatora; refrakcija nD u rasponu od 1,2 do 1,7; test tečnost, salvete za brisanje površina prizmi.

Refraktometar IRF-454B je instrument dizajniran za direktno merenje indeksa prelamanja tečnosti, kao i za određivanje prosečne disperzije tečnosti u laboratorijskim uslovima.

Princip rada uređaja IRF-454B baziran na fenomenu totalne unutrašnje refleksije svjetlosti.

Šematski dijagram uređaja prikazan je na sl. 1.

Tečnost koja se ispituje stavlja se između dve strane prizme 1 i 2. Prizma 2 sa dobro uglačanim rubom AB je mjerna, a prizma 1 sa mat ivicom A1 IN1 - osvetljenje. Zraci iz izvora svjetlosti padaju na ivicu A1 WITH1 , prelamati, padati na mat površinu A1 IN1 i raštrkani su po ovoj površini.

Zatim prolaze kroz sloj ispitivane tečnosti i dospevaju na površinu. AB prizme 2.

Prema zakonu prelamanja, gdje su i uglovi prelamanja zraka u tečnosti i prizmi, respektivno.

Kako se upadni ugao povećava, tako se povećava i ugao prelamanja i dostiže svoju maksimalnu vrijednost kada, tj.

e kada snop u tečnosti klizi preko površine AB. Dakle, . Tako su zrake koje izlaze iz prizme 2 ograničene pod određenim uglom.

Zrake koje dolaze iz tečnosti u prizmu 2 pod velikim uglovima prolaze kroz potpunu unutrašnju refleksiju na interfejsu AB i ne prolaze kroz prizmu.

Predmetni uređaj ispituje tečnosti čiji je indeks loma manji od indeksa prelamanja prizme 2, pa će u prizmu ući zraci svih pravaca koji se lome na granici tečnosti i stakla.

Očigledno, dio prizme koji odgovara zracima koji nisu prošli bit će potamnjeni. Kroz teleskop 4, koji se nalazi na putanji zraka koje izlaze iz prizme, može se posmatrati podjela vidnog polja na svijetle i tamne dijelove.

Rotacijom sistema prizmi 1-2, interfejs između svetlog i tamnog polja je poravnat sa ukrštenim nitima okulara teleskopa. Sistem prizmi 1-2 povezan je sa skalom koja se kalibrira u vrijednostima indeksa prelamanja.

Skala se nalazi u donjem dijelu vidnog polja cijevi i, kada se kombinira dio vidnog polja s križem niti, daje odgovarajuću vrijednost indeksa prelamanja tekućine.

Zbog disperzije, sučelje vidnog polja u bijeloj svjetlosti će biti obojeno. Za uklanjanje obojenosti, kao i za određivanje prosječne disperzije ispitivane supstance, koristi se kompenzator 3 koji se sastoji od dva sistema zalijepljenih prizmi direktnog vida (Amichi prisms).

Prizme se mogu rotirati istovremeno u različitim smjerovima pomoću preciznog rotacijskog mehaničkog uređaja, čime se mijenja sopstvena disperzija kompenzatora i eliminiše obojenost granice vidnog polja posmatranog kroz optički sistem 4. Pridružen je bubanj sa skalom sa kompenzatorom, kojim se određuje parametar disperzije, omogućavajući izračunavanje prosječne disperzije tvari.

Radni nalog

Podesite uređaj tako da svjetlost iz izvora (sijalica sa žarnom niti) ulazi u rasvjetnu prizmu i ravnomjerno osvjetljava vidno polje.

2. Otvorite mjernu prizmu.

Pomoću staklenog štapića nanesite nekoliko kapi vode na njegovu površinu i pažljivo zatvorite prizmu. Razmak između prizmi mora biti ravnomjerno ispunjen tankim slojem vode (na to obratite posebnu pažnju).

Koristeći šraf uređaja sa skalom, eliminirajte obojenost vidnog polja i dobijete oštru granicu između svjetla i sjene. Poravnajte ga pomoću drugog zavrtnja sa referentnim krstom okulara instrumenta. Odredite indeks prelamanja vode pomoću skale okulara sa tačnošću od hiljaditih delova.

Uporedite dobijene rezultate sa referentnim podacima za vodu. Ako razlika između izmjerenog indeksa prelamanja i tabelarnog ne prelazi ± 0,001, mjerenje je obavljeno ispravno.

Vježba 1

1. Pripremite rastvor kuhinjske soli ( NaCl) s koncentracijom blizu granice rastvorljivosti (na primjer, C = 200 g/litar).

Izmjerite indeks prelamanja rezultirajućeg rastvora.

3. Razblaživanjem rastvora ceo broj puta dobiti zavisnost indikatora; refrakcije na koncentraciju otopine i popuniti tabelu. 1.

Tabela 1

Vježbajte. Kako dobiti koncentraciju otopine jednaku 3/4 maksimalne (početne) samo razrjeđivanjem?

Napravite graf zavisnosti n=n(C). Dalja obrada eksperimentalnih podataka vrši se prema uputama nastavnika.

Obrada eksperimentalnih podataka

a) Grafička metoda

Odredite nagib iz grafikona IN, koji će, pod eksperimentalnim uslovima, karakterizirati otopljenu supstancu i rastvarač.

2. Odredite koncentraciju otopine pomoću grafikona NaCl koje daje laboratorijski asistent.

b) Analitička metoda

Izračunajte metodom najmanjih kvadrata A, IN I SB.

Na osnovu pronađenih vrijednosti A I IN odrediti prosječnu koncentraciju otopine NaCl koje daje laboratorijski asistent

Kontrolna pitanja

Disperzija svetlosti. Koja je razlika između normalne disperzije i anomalne disperzije?

2. Šta je fenomen totalne unutrašnje refleksije?

3. Zašto ova postavka ne može izmjeriti indeks loma tekućine veći od indeksa prelamanja prizme?

4. Zašto lice prizme A1 IN1 da li ga čine mat?

Degradacija, indeks

Psihološka enciklopedija

Način da se proceni stepen mentalne degradacije! funkcije mjerene Wechsler-Bellevue testom. Indeks se zasniva na zapažanju da neke sposobnosti mjerene testom opadaju s godinama, ali druge ne.

Indeks

Psihološka enciklopedija

- indeks, registar imena, titule itd. U psihologiji - digitalni indikator za kvantitativnu procjenu, karakterizaciju pojava.

O čemu ovisi indeks loma tvari?

Indeks

Psihološka enciklopedija

1. Najopćenitije značenje: sve što se koristi za obilježavanje, identifikaciju ili usmjeravanje; indikacije, natpisi, znakovi ili simboli. 2. Formula ili broj, često izražen kao koeficijent, koji pokazuje neki odnos između vrijednosti ili mjerenja ili između...

Društvenost, indeks

Psihološka enciklopedija

Karakteristika koja izražava društvenost osobe. Sociogram, na primjer, pruža, između ostalih mjera, procjenu društvenosti različitih članova grupe.

Izbor, Indeks

Psihološka enciklopedija

Formula za procjenu snage određenog testa ili ispitne jedinice u međusobnoj diskriminaciji pojedinaca.

Pouzdanost, indeks

Psihološka enciklopedija

Statistika koja daje procjenu korelacije između stvarnih vrijednosti dobijenih iz testa i teoretski ispravnih vrijednosti.

Ovaj indeks je dat kao vrijednost r, gdje je r izračunati koeficijent pouzdanosti.

Predviđanje učinka, indeks

Psihološka enciklopedija

Mjerenje stepena u kojem se znanje o jednoj varijabli može koristiti za predviđanje druge varijabli, s obzirom na to da je korelacija između varijabli poznata. Obično se u simboličkom obliku to izražava kao E, indeks je predstavljen kao 1 -((...

Riječi, indeks

Psihološka enciklopedija

Opšti termin za bilo koju sistematsku učestalost pojavljivanja riječi u pisanom i/ili govornom jeziku.

Često su takvi indeksi ograničeni na određena lingvistička područja, na primjer, udžbenici za prvi razred, interakcije roditelja i djece. Međutim, poznate su procjene...

Tjelesne strukture, indeks

Psihološka enciklopedija

Ajzenkovo ​​predloženo mjerenje tijela zasnovano na omjeru visine i obima grudi.

Oni čiji su rezultati bili u "normalnom" rasponu nazivani su mezomorfi, oni unutar standardne devijacije ili iznad prosjeka nazivani su leptomorfi, a oni unutar standardne devijacije ili...

ZA PREDAVANJE BR. 24

"INSTRUMENTALNE METODE ANALIZE"

REFRAKTOMETRIJA.

književnost:

1. V.D. Ponomarjov “Analitička hemija” 1983. 246-251

2. AA. Ishchenko “Analitička hemija” 2004, str. 181-184

REFRAKTOMETRIJA.

Refraktometrija je jedna od najjednostavnijih fizičkih metoda analize koja koristi minimalnu količinu analita i izvodi se u vrlo kratkom vremenu.

Refraktometrija- metoda zasnovana na fenomenu refrakcije ili refrakcije tj.

promjena smjera širenja svjetlosti pri prelasku iz jednog medija u drugi.

Refrakcija, kao i apsorpcija svetlosti, posledica je njene interakcije sa medijumom.

Reč refraktometrija znači mjerenje prelamanje svjetlosti, koje se procjenjuje vrijednošću indeksa prelamanja.

Vrijednost indeksa loma n zavisi

1) o sastavu supstanci i sistema,

2) iz činjenice u kojoj koncentraciji i koje molekule svjetlosni snop nailazi na svom putu, jer

Pod uticajem svetlosti molekuli različitih supstanci su različito polarizovani. Refraktometrijska metoda je zasnovana na ovoj zavisnosti.

Ova metoda ima niz prednosti, zbog čega je našla široku primjenu kako u kemijskim istraživanjima tako i u kontroli tehnoloških procesa.

1) Mjerenje indeksa prelamanja je vrlo jednostavan proces koji se izvodi precizno i ​​uz minimalno vrijeme i količinu tvari.

2) Tipično, refraktometri daju tačnost do 10% u određivanju indeksa prelamanja svjetlosti i sadržaja analita

Metoda refraktometrije koristi se za kontrolu autentičnosti i čistoće, za identifikaciju pojedinačnih supstanci i za određivanje strukture organskih i neorganskih spojeva prilikom proučavanja otopina.

Refraktometrija se koristi za određivanje sastava dvokomponentnih rastvora i za ternarne sisteme.

Fizička osnova metode

INDEKS PRELAMANJA.

Što je veća razlika u brzini prostiranja svjetlosti u oba, to je veće odstupanje svjetlosnog zraka od prvobitnog smjera kada prelazi iz jednog medija u drugi.

ovim okruženjima.

Razmotrimo prelamanje svjetlosnog snopa na granici bilo koje dvije prozirne sredine I i II (vidi.

Pirinač.). Složimo se da medij II ima veću moć prelamanja i, prema tome, n1 I n2— pokazuje prelamanje odgovarajućeg medija. Ako medij I nije vakuum ili zrak, tada će omjer sinusnog upada svjetlosnog zraka i sinusnog ugla prelamanja dati vrijednost relativnog indeksa prelamanja n rel. Vrijednost n rel.

Koliki je indeks prelamanja stakla? A kada to trebate znati?

također se može definirati kao omjer indeksa prelamanja medija koji se razmatra.

notrel. = —— = —

Vrijednost indeksa prelamanja ovisi o

1) priroda supstanci

Priroda supstance u ovom slučaju određena je stepenom deformabilnosti njenih molekula pod uticajem svetlosti - stepenom polarizabilnosti.

Što je polarizacija intenzivnija, to je jače prelamanje svjetlosti.

2)talasna dužina upadne svetlosti

Mjerenje indeksa prelamanja se vrši na talasnoj dužini svjetlosti od 589,3 nm (linija D natrijumovog spektra).

Ovisnost indeksa loma o talasnoj dužini svjetlosti naziva se disperzija.

Što je talasna dužina kraća, to je veća refrakcija. Zbog toga se zraci različitih talasnih dužina različito lome.

3)temperatura , na kojoj se vrši mjerenje. Preduvjet za određivanje indeksa prelamanja je usklađenost s temperaturnim režimom. Obično se određivanje vrši na 20±0,30C.

Kako temperatura raste, indeks prelamanja opada kako se temperatura smanjuje..

Korekcija za temperaturne efekte izračunava se pomoću sljedeće formule:

nt=n20+ (20-t) 0,0002, gdje je

nt –ćao indeks loma na datoj temperaturi,

n20 indeks prelamanja na 200C

Utjecaj temperature na indekse loma plinova i tekućina povezan je s vrijednostima njihovih koeficijenata volumetrijskog širenja.

Volumen svih plinova i tekućina se povećava kada se zagrijavaju, gustoća se smanjuje i, posljedično, indikator se smanjuje

Indeks loma mjeren na 200C i talasnoj dužini svjetlosti od 589,3 nm označen je indeksom nD20

Zavisnost indeksa prelamanja homogenog dvokomponentnog sistema od njegovog stanja utvrđuje se eksperimentalno određivanjem indeksa prelamanja za veći broj standardnih sistema (npr. rastvora), čiji je sadržaj komponenti poznat.

4) koncentracija supstance u rastvoru.

Za mnoge vodene otopine supstanci pouzdano se mjere indeksi loma pri različitim koncentracijama i temperaturama iu tim slučajevima se mogu koristiti referentne knjige refraktometrijske tablice.

Praksa pokazuje da kada sadržaj otopljene supstance ne prelazi 10-20%, uz grafičku metodu, u mnogim slučajevima je moguće koristiti linearna jednačina kao:

n=ne+FC,

n- indeks loma otopine,

br je indeks loma čistog rastvarača,

C— koncentracija otopljene supstance,%

F-empirijski koeficijent čija se vrijednost nalazi

određivanjem indeksa prelamanja rastvora poznate koncentracije.

REFRAKTOMETRI.

Refraktometri su instrumenti koji se koriste za mjerenje indeksa prelamanja.

Postoje 2 tipa ovih uređaja: refraktometar tipa Abbe i refraktometar tipa Pulfrich. U oba slučaja mjerenja se zasnivaju na određivanju maksimalnog ugla prelamanja. U praksi se koriste refraktometri različitih sistema: laboratorijski-RL, univerzalni RL, itd.

Indeks loma destilovane vode je n0 = 1,33299, ali se praktično ovaj indikator uzima kao referenca kao n0 =1,333.

Princip rada refraktometara zasniva se na određivanju indeksa prelamanja metodom graničnog ugla (ugao ukupne refleksije svetlosti).

Ručni refraktometar

Abbe refraktometar

Svjetlost po svojoj prirodi putuje kroz različite medije različitim brzinama. Što je medij gušći, to je manja brzina širenja svjetlosti u njemu. Uspostavljena je odgovarajuća mjera koja se odnosi i na gustinu materijala i na brzinu širenja svjetlosti u tom materijalu. Ova mjera je nazvana indeks loma. Za bilo koji materijal, indeks loma se mjeri u odnosu na brzinu svjetlosti u vakuumu (vakuum se često naziva slobodnim prostorom). Sljedeća formula opisuje ovaj odnos.

Što je veći indeks loma materijala, to je gušći. Kada zrak svjetlosti prijeđe s jednog materijala na drugi (s različitim indeksom prelamanja), ugao prelamanja bit će različit od upadnog ugla. Zraka svjetlosti koja prodire u medij s nižim indeksom prelamanja izaći će pod uglom većim od upadnog ugla. Zraka svjetlosti koja prodire u medij s visokim indeksom prelamanja izaći će pod uglom manjim od upadnog ugla. Ovo je prikazano na sl. 3.5.

Rice. 3.5.a. Snop koji prelazi iz srednjeg visokog N 1 do srednjeg sa niskim N 2

Rice. 3.5.b. Zraka koja prelazi iz sredine sa niskim N 1 u sredinu sa visokim N 2

U ovom slučaju, θ 1 je upadni ugao, a θ 2 je ugao prelamanja. Neki tipični indeksi prelamanja su navedeni u nastavku.

Zanimljivo je napomenuti da je za rendgenske zrake indeks prelamanja stakla uvijek manji nego za zrak, pa se pri prelasku iz zraka u staklo odbijaju od okomice, a ne prema okomici, kao svjetlosni zraci.

Refrakcija svjetlosti- pojava u kojoj zrak svjetlosti, prelazeći iz jednog medija u drugi, mijenja smjer na granici ovih medija.

Refrakcija svjetlosti se događa prema sljedećem zakonu:
Upadne i prelomljene zrake i okomita povučena na granicu između dva medija u tački upada zraka leže u istoj ravni. Omjer sinusa upadnog ugla i sinusa ugla prelamanja je konstantna vrijednost za dva medija:
,
Gdje α - upadni ugao,
β - ugao prelamanja,
n - konstantna vrijednost nezavisna od upadnog ugla.

Kada se upadni ugao promeni, menja se i ugao prelamanja. Što je veći upadni ugao, veći je i ugao prelamanja.
Ako svjetlost dolazi iz optički manje guste sredine u gustu sredinu, tada je ugao prelamanja uvijek manji od upadnog ugla: β < α.
Zraka svjetlosti usmjerena okomito na granicu između dva medija prelazi iz jednog medija u drugi bez prelamanja.

apsolutni indeks prelamanja supstance- vrijednost jednaka omjeru faznih brzina svjetlosti (elektromagnetnih valova) u vakuumu i datom okruženju n=c/v
Količina n uključena u zakon refrakcije naziva se relativni indeks prelamanja za par medija.

Vrijednost n je relativni indeks prelamanja medija B u odnosu na medij A, a n" = 1/n je relativni indeks prelamanja medija A u odnosu na medij B.
Ova vrijednost je, uz ostale jednake stvari, veća od jedinice kada snop prelazi iz gušćeg medija u manje gust medij i manja od jedinice kada snop prelazi iz manje gustog medija u gušći medij (na primjer, iz plina ili iz vakuuma u tečnost ili čvrstu materiju). Postoje izuzeci od ovog pravila, pa je uobičajeno da se medij naziva optički više ili manje gustim od drugog.
Zraka koja pada iz bezvazdušnog prostora na površinu nekog medija B prelama se jače nego kada na njega pada iz drugog medija A; Indeks prelamanja zraka koji upada na medij iz bezzračnog prostora naziva se njegov apsolutni indeks loma.

(Apsolutno - u odnosu na vakuum.
Relativno - u odnosu na bilo koju drugu supstancu (isti zrak, na primjer).
Relativni pokazatelj dvije supstance je omjer njihovih apsolutnih pokazatelja.)

Totalna unutrašnja refleksija- unutrašnja refleksija, pod uslovom da upadni ugao prelazi određeni kritični ugao. U ovom slučaju, upadni val se potpuno reflektira, a vrijednost koeficijenta refleksije prelazi njegove najveće vrijednosti za polirane površine. Refleksija ukupne unutrašnje refleksije je nezavisna od talasne dužine.

U optici, ovaj fenomen se opaža za širok raspon elektromagnetnog zračenja, uključujući i rendgenski opseg.

U geometrijskoj optici, fenomen se objašnjava u okviru Snelovog zakona. S obzirom da ugao prelamanja ne može biti veći od 90°, nalazimo da se pri upadnom kutu čiji je sinus veći od omjera nižeg indeksa prelamanja prema većem indeksu, elektromagnetski val mora potpuno reflektirati u prvi medij.

U skladu s valnom teorijom fenomena, elektromagnetski val i dalje prodire u drugi medij - tamo se širi takozvani "neujednačeni val", koji se eksponencijalno raspada i ne nosi energiju sa sobom. Karakteristična dubina prodiranja nehomogenog talasa u drugu sredinu je reda talasne dužine.

Zakoni prelamanja svjetlosti.

Iz svega rečenog zaključujemo:
1 . Na granici između dva medija različite optičke gustoće, svjetlosni zrak mijenja svoj smjer kada prelazi iz jednog medija u drugi.
2. Kada svjetlosni snop prođe u medij sa većom optičkom gustinom, ugao prelamanja je manji od upadnog ugla; Kada svjetlosna zraka prijeđe iz optički gušće sredine u medij manje guste, ugao prelamanja je veći od upadnog ugla.
Prelamanje svjetlosti je praćeno refleksijom, a s povećanjem upadnog ugla povećava se svjetlina reflektiranog snopa, a prelomljena zraka slabi. To se može vidjeti izvođenjem eksperimenta prikazanog na slici. Posljedično, reflektirani snop nosi sa sobom više svjetlosne energije, što je veći upadni ugao.

Neka MN- sučelje između dva prozirna medija, na primjer, zraka i vode, JSC- upadni zrak, OB- prelomljena zraka, - upadni ugao, - ugao prelamanja, - brzina prostiranja svetlosti u prvoj sredini, - brzina prostiranja svetlosti u drugoj sredini.