Явления, лежащие в основе работы рефрактометра

Показатель преломления растворов измеряется с помощью рефрактометра Аббе, в основу работы которого положен метод определения показателя преломления исследуемого вещества по предельному углу преломления или полного внутреннего отражения.

Рассмотрим поведение светового луча в зависимости от значений и угла падения. Пусть луч света падает из оптически менее плотной () в более плотную () среду, т.е. >1 (рис.3.2). Тогда в соответствии с (1) угол преломления будет меньше угла падения (). При увеличении α, до значения α=90°, при котором падающий луч становится скользящим (луч. 4, рис.3.2), достигается предельное значение угла преломления . Это значение можно определить из (1), положив в нем

(3.2)

Тогда получим:

(3.3)

Существование предельного угла преломления означает, что под углами свет из первой среды во вторую не распространяется, следовательно, при наблюдении границы раздела со стороны второй среды под углами, большими предельного, будет видна темнота.

Рисунок 3.2 — Ход лучей из оптически менее плотной среды в более плотную

Если свет падает из оптически более плотной () в менее плотную () среду (рис.3.3), т.е. , то выполняется обратное неравенство для углов падения и преломления (). В этом случае при увеличении угла α, преломленный луч становится скользящим при некотором предельном угле падения . При свет не проникает во вторую среду, а полностью отражается от границы раздела, т.е. наступает полное внутреннее отражение света. Величину предельного угла падения можно найти из (3.1), положив в нем . При этом

(3.4)

Таким образом, при свет частично отражается и частично преломляется, а при α > полностью отражается, поэтому при наблюдении отраженного света под углами, большими предельного, будет наблюдаться свет, а под углами, меньшими предельного, — полутень.

Рисунок 3.3 — Ход лучей из оптически более плотной среды в менее плотную