Слайд 2
Темы лекции
Измерение показателя преломления и дисперсии на гониометре
Измерение
показателя преломления и дисперсии на рефрактометре.
Метод Обреимова
Слайд 3
Для чего нужно измерять показатель преломления и дисперсию?
У
стекол:
При изготовлении оптического стекла
При проектировании новых видов оптического стекла
При
входном контроле заготовок
При анализе причин неработоспособности приборов
Слайд 4
Для чего нужно измерять показатель преломления и дисперсию?
У
жидкостей:
Подбор иммерсионной жидкости
Анализ жидких сред в химии, медицине, пищевой
промышленности
У газов:
Анализ загрязнений, экологический мониторинг
Дистанционное измерение температуры или давления
Исследование температурных или ударных волн в газах (аэродинамика)
Слайд 5
Рефрактометр ИРФ-454 Б2М применяется:
В МЕДИЦИНСКИХ УЧРЕЖДЕНИЯХ для определения
белка в моче, сыворотке крови, плотности мочи, анализ мозговой
и суставной жидкости, плотности субретинальной и других жидкостей глаза. Использование рефрактометра позволяет значительно сократить затраты времени при массовых обследованиях пациентов.
2. В ФАРМАЦЕВТИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ рефрактометр ИРФ-454б2м может применяться для исследования водных растворов различных лекарственных препаратов: кальция хлорида (0% и 20%); новокаина (0,5%, 1%, 2%, 10%, 20%, 40%); эфедрина (5% ); глюкозы (5%, 25%, 40%); магния сульфата (25%); натрия хлорида (10%); кордиамина и т.д.
3. В ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ:
на сахарных и хлебных заводах, кондитерских фабриках для анализа продуктов и сырья, полуфабрикатов, кулинарных и мучных изделий
рефрактометр ИРФ-454 б2м определяет влажность меда ( до 20 %)
для определения доли сухих веществ в различных суслах, "промочке", сахароаграровом сиропе, сиропе для мармелада, зефира, кремов и пряников, "тиражки" для пряников;
для определение массовой доли растворимых сухих веществ по сахарозе в продуктах переработки плодов и овощей, для определения процентного содержания жира в твердых продуктах питания, концентрации солей.
4. ПРИ ОБСЛУЖИВАНИИ ТЕХНИКИ рефрактометр ИРФ-454 Б2М применяется для определения с большей точностью объемной концентрации противокристаллизационной жидкости "ИМ", которая добавляется в авиационное топливо в количестве от 0,1 до 0,3%.
Слайд 6
Для измерения показателя преломления можно использовать:
Закон преломления n1*sin
a1 = n2*sin a2
Полное внутреннее отражение sin a =
1/n
Угол Брюстера tg a = n
Разность хода лучей (фазовый сдвиг) L=L0/n
Коэффициент отражения R = (n2-n1)2/(n2+n1)2
Слайд 7
Показатель преломления зависит от
Температуры
Длины волны света
Принятые длины волн
для измерения:
D (589,2 нм) – пары натрия (в западных
каталогах) (желтый)
e (546,07 нм) – ртуть (в отечественных каталогах) (желто-зеленый)
d (587,56 нм) – гелий (оранжевый)
F (486,1 нм) – кадмий (*) (синий)
G (434,1 нм) – водород (фиолетовый)
C (656,3 нм) – кадмий (*) (красный)
Слайд 8
Для измерения дисперсии следует
Измерить показатель преломления на разных
длинах волн
Вычислить число Аббе
где nC, nD, nF — показатели
преломления среды на длинах волн, соответствующих фраунгоферовым линиям C (656,3 нм) (кадмий, красный), D (589,2 нм) (натрий, желтый) и F (486,1 нм) (кадмий, синий)
Или среднюю дисперсию nF-nC
Слайд 10
Измерение показателя преломления с помощью гониометра
Для обеспечения однозначности
измерений призму устанавливают под углом наименьшего отклонения
Слайд 12
Особенности метода
Из материала требуется изготовить призму с заданными
размерами (преломляющий угол 60, 50, 40 градусов), грани должны
быть отполированы с точностью в четверть волны
Слайд 13
Измерение показателя преломления на рефрактометре
Рефрактометр использует явление полного
внутреннего отражения или закон преломления
Иммерсионная жидкость должна иметь показатель
преломления больше, чем у измеряемого стекла
Используется смесь бензина и керосина, а также
альфамонобромнафталин (1,66),
йодистый метилен ( 1,76),
глицерин, различные масла и пр.
(густые жидкости = больше показатель преломления)
Слайд 14
К прибору прилагается набор из трех измерительных (эталонных)
призм с показателями преломления Νe= 1,61675; 1,740176 и 1,806196.
Они служат для измерения показателей преломления материалов: призма 1 — от 1,33 до 1,59; призма 2 — от 1,57 до 1,72 и призма 3 — от 1,65 до 1,78.
(90 градусов)
(<90 градусов)
Слайд 19
Метод Обреимова
Основан на том, что при переходе из
одной среды в другую свет отражается (и прело-мляется) на
границе раздела сред. Если показатель преломления среды (жидкости) и образца одинаков – граница между средой и образцом незаметна.
Позволяет определять показатель преломления по небольшим кускам стекла (обломкам) неправильной формы.
Применяется при изготовлении стекол, для контроля.
Слайд 20
Для измерений пе в диапазоне от 1,4 до
1,8 требуется иметь набор из 30 эталонов (каждый эталон
обеспечивает предел измерения ±5· 10-3)
Для измерения пе от 1,46 используют смесь бензина и керосина, от 1,46 до 1,66 — смесь альфамонобромнафталина и керосина, для пс от 1,66 до 1,74—смесь из йодистого метилена и альфамонобромнафталина и от 1,74 до 1,79 — из йодистого метилена и серы.
Слайд 21
Измерение показателя преломления на интерферометре
В одном плече –
эталон (или ничего) и оптический клин, в другом плече
измеряемый образец и второй оптический клин
Клин изменяет разность хода лучей на значение, пропорциональное перемещению клина
1) без образца добиваются нулевой разности хода (настройка на «равномерное поле»)
2) вводят образец и клиньями добиваются той же картины
3) по градуировке клиньев определяют разность хода, а по ней и толщине образца – показатель преломления
Применяется для сравнения двух образцов или для измерения показателя преломления газов. Источник излучения – гелий-неоновый лазер (0,6328 мкм)
Слайд 23
Интерферометр Релея
а — схема интерферометра Рэлея; б —
вид интерференционной картины.
Слайд 25
Измерение показателя преломления кристаллов
Особенность – показатель преломления зависит
от ориентации, поэтому нужно точно ориентировать кристалл
Прибор должен позволять
ориентирование во время измерения
Может понадобиться несколько образцов, по-разному отрезанных
Слайд 26
Волоконные датчики показателя преломления
Для жидкости
Используется явление зависимости коэффициента
отражения от показателя преломления
Граница между волокном и измеряемой средой
(жидкостью)
n волокна известен
Либо фотодиод, либо рефрактометр
Слайд 28
Измерение оптической однородности
- Это одинаковость показателя преломления по
всему объему заготовки или детали