સૌથી વધુ રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ. કોન્ટ્રાક્ટ મેન્યુફેક્ચરિંગ

પ્રકાશ તેની પ્રકૃતિ દ્વારા વિવિધ માધ્યમો દ્વારા જુદી જુદી ઝડપે પ્રવાસ કરે છે. માધ્યમ જેટલું ગીચ છે, તેમાં પ્રકાશના પ્રસારની ગતિ ઓછી છે. એક યોગ્ય માપદંડ સ્થાપિત કરવામાં આવ્યો છે જે સામગ્રીની ઘનતા અને તે સામગ્રીમાં પ્રકાશના પ્રસારની ઝડપ બંને સાથે સંબંધિત છે. આ માપને રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ કહેવામાં આવતું હતું. કોઈપણ સામગ્રી માટે, રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ શૂન્યાવકાશમાં પ્રકાશની ગતિની તુલનામાં માપવામાં આવે છે (વેક્યૂમને ઘણીવાર ખાલી જગ્યા કહેવામાં આવે છે). નીચેના સૂત્ર આ સંબંધનું વર્ણન કરે છે.

સામગ્રીનો રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ જેટલો ઊંચો હોય છે, તેટલો ગીચ હોય છે. જ્યારે પ્રકાશનું કિરણ એક સામગ્રીમાંથી બીજી સામગ્રીમાં પસાર થાય છે (અલગ રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ સાથે), રીફ્રેક્શનનો કોણ ઘટનાના ખૂણાથી અલગ હશે. નીચા રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સવાળા માધ્યમમાં પ્રવેશતા પ્રકાશનું કિરણ ઘટનાના કોણ કરતાં વધુ ખૂણા પર બહાર નીકળશે. ઉચ્ચ રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સવાળા માધ્યમમાં પ્રવેશતા પ્રકાશનું કિરણ ઘટનાના કોણ કરતા ઓછા ખૂણા પર બહાર નીકળશે. આ ફિગમાં બતાવવામાં આવ્યું છે. 3.5.

ચોખા. 3.5.a. ઉચ્ચ N 1 માધ્યમથી નીચા N 2 માધ્યમમાં પસાર થતો બીમ

ચોખા. 3.5.બી. નીચા N 1 માધ્યમથી ઉચ્ચ N 2 માધ્યમ તરફ જતું કિરણ

આ કિસ્સામાં, θ 1 એ ઘટનાનો કોણ છે, અને θ 2 એ વક્રીભવનનો કોણ છે. કેટલાક લાક્ષણિક રીફ્રેક્ટિવ સૂચકાંકો નીચે સૂચિબદ્ધ છે.

એ નોંધવું રસપ્રદ છે કે એક્સ-રે માટે કાચનો રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ હંમેશા હવા કરતાં ઓછો હોય છે, તેથી જ્યારે હવામાંથી કાચમાં પસાર થાય છે ત્યારે તેઓ કાટખૂણેથી દૂર વિચલિત થાય છે, અને પ્રકાશ કિરણોની જેમ લંબ તરફ નહીં.

ચાલો આપણે રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સની વધુ વિગતવાર વિચારણા તરફ વળીએ, જે અમે §81 માં પ્રત્યાવર્તનનો કાયદો ઘડતી વખતે રજૂ કર્યો હતો.

રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ એ બંને માધ્યમના ઓપ્ટિકલ ગુણધર્મો પર આધાર રાખે છે જ્યાંથી બીમ પડે છે અને તે માધ્યમ જેમાં તે પ્રવેશ કરે છે. જ્યારે શૂન્યાવકાશમાંથી પ્રકાશ કોઈપણ માધ્યમ પર પડે છે ત્યારે પ્રાપ્ત થયેલ રીફ્રેક્ટિવ ઈન્ડેક્સને તે માધ્યમનો સંપૂર્ણ રીફ્રેક્ટિવ ઈન્ડેક્સ કહેવામાં આવે છે.

ચોખા. 184. બે માધ્યમોનો સાપેક્ષ રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ:

પ્રથમ માધ્યમનો સંપૂર્ણ રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ રહેવા દો અને બીજા માધ્યમનો - . પ્રથમ અને બીજા માધ્યમની સીમા પરના પ્રત્યાવર્તનને ધ્યાનમાં લેતા, અમે ખાતરી કરીએ છીએ કે પ્રથમ માધ્યમથી બીજામાં સંક્રમણ દરમિયાન રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ, કહેવાતા સંબંધિત રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ, સંપૂર્ણ રીફ્રેક્ટિવ સૂચકાંકોના ગુણોત્તર સમાન છે. બીજું અને પ્રથમ માધ્યમ:

(ફિગ. 184). તેનાથી વિપરિત, જ્યારે બીજા માધ્યમથી પ્રથમ તરફ પસાર થાય છે ત્યારે આપણી પાસે સંબંધિત રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ હોય છે.

બે માધ્યમોના સાપેક્ષ રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ અને તેમના સંપૂર્ણ રીફ્રેક્ટિવ સૂચકાંકો વચ્ચે સ્થાપિત જોડાણ નવા પ્રયોગો વિના, સૈદ્ધાંતિક રીતે મેળવી શકાય છે, જેમ કે આ રિવર્સિબિલિટીના નિયમ (§82) માટે કરી શકાય છે.

ઉચ્ચ રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ ધરાવતા માધ્યમને ઓપ્ટિકલી ડેન્સર કહેવામાં આવે છે. હવાની તુલનામાં વિવિધ માધ્યમોનો રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ સામાન્ય રીતે માપવામાં આવે છે. હવાનો સંપૂર્ણ રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ છે. આમ, કોઈપણ માધ્યમનો સંપૂર્ણ રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ સૂત્ર દ્વારા હવાની તુલનામાં તેના રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ સાથે સંબંધિત છે.

કોષ્ટક 6. હવાની તુલનામાં વિવિધ પદાર્થોનો રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ

રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ પ્રકાશની તરંગલંબાઇ પર આધાર રાખે છે, એટલે કે તેના રંગ પર. વિવિધ રંગો વિવિધ રીફ્રેક્ટિવ સૂચકાંકોને અનુરૂપ છે. આ ઘટના, જેને વિક્ષેપ કહેવાય છે, ઓપ્ટિક્સમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. અમે પછીના પ્રકરણોમાં વારંવાર આ ઘટના સાથે વ્યવહાર કરીશું. કોષ્ટકમાં આપેલ ડેટા. 6, પીળા પ્રકાશનો સંદર્ભ લો.

એ નોંધવું રસપ્રદ છે કે પ્રતિબિંબનો નિયમ ઔપચારિક રીતે રીફ્રેક્શનના કાયદાના સમાન સ્વરૂપમાં લખી શકાય છે. ચાલો યાદ રાખીએ કે આપણે હંમેશા અનુરૂપ કિરણના લંબથી ખૂણાને માપવા માટે સંમત થયા છીએ. તેથી, આપણે વિપરીત ચિહ્નો ધરાવવા માટે ઘટનાના કોણ અને પ્રતિબિંબના કોણને ધ્યાનમાં લેવું જોઈએ, એટલે કે. પ્રતિબિંબનો કાયદો આ રીતે લખી શકાય છે

(83.4) ની વક્રીભવનના નિયમ સાથે સરખામણી કરતા, આપણે જોઈએ છીએ કે પ્રતિબિંબના નિયમને પરના વક્રીભવનના કાયદાના વિશેષ કેસ તરીકે ગણી શકાય. પ્રતિબિંબ અને રીફ્રેક્શનના નિયમોની આ ઔપચારિક સમાનતા વ્યવહારિક સમસ્યાઓના ઉકેલમાં ખૂબ ફાયદાકારક છે.

અગાઉની પ્રસ્તુતિમાં, રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સનો અર્થ તેમાંથી પસાર થતા પ્રકાશની તીવ્રતાથી સ્વતંત્ર, માધ્યમના સ્થિરાંકનો હતો. રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સનું આ અર્થઘટન તદ્દન સ્વાભાવિક છે, પરંતુ ઉચ્ચ રેડિયેશન તીવ્રતાના કિસ્સામાં, આધુનિક લેસરોનો ઉપયોગ કરીને પ્રાપ્ત કરી શકાય છે, તે ન્યાયી નથી. માધ્યમના ગુણધર્મો કે જેના દ્વારા મજબૂત પ્રકાશ કિરણોત્સર્ગ પસાર થાય છે તે તેની તીવ્રતા પર આ કિસ્સામાં આધાર રાખે છે. જેમ તેઓ કહે છે, પર્યાવરણ બિનરેખીય બને છે. માધ્યમની બિનરેખીયતા પોતાને પ્રગટ કરે છે, ખાસ કરીને, એ હકીકતમાં કે ઉચ્ચ-તીવ્રતાવાળા પ્રકાશ તરંગ રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સને બદલે છે. રેડિયેશનની તીવ્રતા પર રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સની અવલંબનનું સ્વરૂપ છે

અહીં સામાન્ય રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ છે, અને તે બિનરેખીય રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ છે, અને પ્રમાણસરતા પરિબળ છે. આ સૂત્રમાં વધારાનો શબ્દ હકારાત્મક અથવા નકારાત્મક હોઈ શકે છે.

રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સમાં સંબંધિત ફેરફારો પ્રમાણમાં નાના છે. બિનરેખીય રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ પર. જો કે, રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સમાં આવા નાના ફેરફારો પણ નોંધનીય છે: તેઓ પ્રકાશના સ્વ-ફોકસની વિચિત્ર ઘટનામાં પોતાને પ્રગટ કરે છે.

ચાલો હકારાત્મક બિનરેખીય રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ સાથેના માધ્યમને ધ્યાનમાં લઈએ. આ કિસ્સામાં, વધેલી પ્રકાશની તીવ્રતાના વિસ્તારો એક સાથે વધેલા રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સના વિસ્તારો છે. સામાન્ય રીતે, વાસ્તવિક લેસર રેડિયેશનમાં, કિરણોના બીમના ક્રોસ સેક્શન પર તીવ્રતાનું વિતરણ બિનસમાન હોય છે: તીવ્રતા ધરીની સાથે મહત્તમ હોય છે અને બીમની કિનારીઓ તરફ સરળતાથી ઘટે છે, જેમ કે ફિગમાં બતાવ્યા પ્રમાણે. 185 ઘન વણાંકો. સમાન વિતરણ પણ લેસર બીમ જે ધરી સાથે બિનરેખીય માધ્યમ સાથે કોષના ક્રોસ વિભાગમાં રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સમાં ફેરફારનું વર્ણન કરે છે. રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ, જે ક્યુવેટની ધરી સાથે સૌથી વધુ છે, તેની દિવાલો તરફ સરળતાથી ઘટે છે (ફિગ. 185માં ડૅશ કરેલા વળાંક).

કિરણોનો કિરણ લેસરને ધરીની સમાંતર છોડીને, ચલ રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ સાથેના માધ્યમમાં પ્રવેશે છે, તે દિશામાં વિચલિત થાય છે જ્યાં તે મોટો હોય છે. તેથી, ક્યુવેટની નજીક વધેલી તીવ્રતા આ વિસ્તારમાં પ્રકાશ કિરણોની સાંદ્રતા તરફ દોરી જાય છે, જે ક્રોસ-સેક્શનમાં અને ફિગમાં યોજનાકીય રીતે દર્શાવેલ છે. 185, અને આ વધુ વધારો તરફ દોરી જાય છે. આખરે, બિનરેખીય માધ્યમમાંથી પસાર થતા પ્રકાશ બીમના અસરકારક ક્રોસ સેક્શનમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો થાય છે. પ્રકાશ ઉચ્ચ રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ સાથે સાંકડી ચેનલમાંથી પસાર થાય છે. આમ, કિરણોનો લેસર બીમ સંકુચિત છે, અને બિનરેખીય માધ્યમ, તીવ્ર કિરણોત્સર્ગના પ્રભાવ હેઠળ, એકત્રીકરણ લેન્સ તરીકે કાર્ય કરે છે. આ ઘટનાને સ્વ-કેન્દ્રિત કહેવામાં આવે છે. તે અવલોકન કરી શકાય છે, ઉદાહરણ તરીકે, પ્રવાહી નાઇટ્રોબેન્ઝીનમાં.

ચોખા. 185. ક્યુવેટ (a), ઇનપુટ એન્ડની નજીક (), મધ્યમાં (), ક્યુવેટના આઉટપુટ છેડાની નજીક ( )

ઓપ્ટિક્સમાં સમસ્યાઓ હલ કરતી વખતે, તમારે ઘણીવાર કાચ, પાણી અથવા અન્ય પદાર્થના રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સને જાણવાની જરૂર છે. તદુપરાંત, વિવિધ પરિસ્થિતિઓમાં, આ જથ્થાના સંપૂર્ણ અને સંબંધિત બંને મૂલ્યોનો ઉપયોગ કરી શકાય છે.

બે પ્રકારના રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ

પ્રથમ, ચાલો આ સંખ્યા શું બતાવે છે તે વિશે વાત કરીએ: એક અથવા બીજા પારદર્શક માધ્યમમાં પ્રકાશના પ્રસારની દિશા કેવી રીતે બદલાય છે. તદુપરાંત, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગ શૂન્યાવકાશમાંથી આવી શકે છે, અને પછી કાચ અથવા અન્ય પદાર્થના રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સને સંપૂર્ણ કહેવામાં આવશે. મોટા ભાગના કિસ્સાઓમાં, તેનું મૂલ્ય 1 થી 2 ની રેન્જમાં હોય છે. માત્ર ખૂબ જ દુર્લભ કિસ્સાઓમાં રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ બે કરતા વધારે હોય છે.

જો ઑબ્જેક્ટની સામે શૂન્યાવકાશ કરતાં મધ્યમ ઘનતા હોય, તો તેઓ સંબંધિત મૂલ્યની વાત કરે છે. અને તે બે સંપૂર્ણ મૂલ્યોના ગુણોત્તર તરીકે ગણવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, વોટર-ગ્લાસનો સંબંધિત રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ ગ્લાસ અને પાણી માટેના ચોક્કસ મૂલ્યોના ભાગ સમાન હશે.

કોઈ પણ સંજોગોમાં, તે લેટિન અક્ષર "en" - n દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે. આ મૂલ્ય સમાન મૂલ્યોને એકબીજા દ્વારા વિભાજીત કરીને મેળવવામાં આવે છે, તેથી તે ફક્ત એક ગુણાંક છે જેનું કોઈ નામ નથી.

રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સની ગણતરી કરવા માટે તમે કયા સૂત્રનો ઉપયોગ કરી શકો છો?

જો આપણે ઘટનાના કોણને "આલ્ફા" તરીકે લઈએ અને રીફ્રેક્શનના કોણને "બીટા" તરીકે લઈએ, તો રીફ્રેક્ટિવ ઈન્ડેક્સના સંપૂર્ણ મૂલ્ય માટેનું સૂત્ર આના જેવું દેખાય છે: n = sin α/sin β. અંગ્રેજી-ભાષાના સાહિત્યમાં તમે ઘણીવાર અલગ હોદ્દો શોધી શકો છો. જ્યારે ઘટનાનો ખૂણો i હોય અને વક્રીભવનનો ખૂણો r હોય.

કાચ અને અન્ય પારદર્શક માધ્યમોમાં પ્રકાશના રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સની ગણતરી કેવી રીતે કરવી તે માટેનું બીજું સૂત્ર છે. તે શૂન્યાવકાશમાં પ્રકાશની ગતિ સાથે સંબંધિત છે અને તે જ છે, પરંતુ વિચારણા હેઠળના પદાર્થમાં.

પછી તે આના જેવું દેખાય છે: n = c/νλ. અહીં c એ શૂન્યાવકાશમાં પ્રકાશની ગતિ છે, ν એ પારદર્શક માધ્યમમાં તેની ગતિ છે, અને λ એ તરંગલંબાઇ છે.

રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ શેના પર આધાર રાખે છે?

તે વિચારણા હેઠળના માધ્યમમાં પ્રકાશના પ્રસારની ઝડપ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. આ સંદર્ભમાં હવા શૂન્યાવકાશની ખૂબ નજીક છે, તેથી પ્રકાશ તરંગો તેમની મૂળ દિશાથી વિચલિત થયા વિના વ્યવહારીક રીતે તેમાં પ્રચાર કરે છે. તેથી, જો કાચ-વાયુ અથવા અન્ય કોઈપણ પદાર્થની કિનારી હવાનું રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ નક્કી કરવામાં આવે છે, તો પછીનું પરંપરાગત રીતે શૂન્યાવકાશ તરીકે લેવામાં આવે છે.

દરેક અન્ય પર્યાવરણની પોતાની લાક્ષણિકતાઓ છે. તેમની પાસે વિવિધ ઘનતા છે, તેમનું પોતાનું તાપમાન છે, તેમજ સ્થિતિસ્થાપક તાણ છે. આ બધું પદાર્થ દ્વારા પ્રકાશ રીફ્રેક્શનના પરિણામને અસર કરે છે.

તરંગોના પ્રસારની દિશા બદલવામાં પ્રકાશની લાક્ષણિકતાઓ મહત્વની ભૂમિકા ભજવે છે. સફેદ પ્રકાશ લાલથી વાયોલેટ સુધીના ઘણા રંગોથી બનેલો છે. સ્પેક્ટ્રમનો દરેક ભાગ તેની પોતાની રીતે રીફ્રેક્ટેડ છે. તદુપરાંત, સ્પેક્ટ્રમના લાલ ભાગની તરંગ માટેના સૂચકનું મૂલ્ય હંમેશા બાકીના કરતા ઓછું હશે. ઉદાહરણ તરીકે, TF-1 ગ્લાસનું રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ અનુક્રમે 1.6421 થી 1.67298 સુધી બદલાય છે, સ્પેક્ટ્રમના લાલથી વાયોલેટ ભાગ સુધી.

વિવિધ પદાર્થો માટે મૂલ્યોના ઉદાહરણો

અહીં નિરપેક્ષ મૂલ્યોના મૂલ્યો છે, એટલે કે, જ્યારે બીમ શૂન્યાવકાશમાંથી (જે હવાની સમકક્ષ છે) અન્ય પદાર્થમાંથી પસાર થાય છે ત્યારે રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ છે.

જો અન્ય માધ્યમોની તુલનામાં કાચના રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સને નિર્ધારિત કરવું જરૂરી હોય તો આ આંકડાઓની જરૂર પડશે.

સમસ્યાઓ હલ કરતી વખતે અન્ય કયા જથ્થાનો ઉપયોગ થાય છે?

કુલ પ્રતિબિંબ. જ્યારે પ્રકાશ ગીચ માધ્યમથી ઓછા ગાઢ સુધી જાય છે ત્યારે તે જોવા મળે છે. અહીં, ઘટનાના ચોક્કસ ખૂણા પર, જમણા ખૂણા પર વક્રીભવન થાય છે. એટલે કે, બીમ બે માધ્યમોની સીમા સાથે સ્લાઇડ કરે છે.

કુલ પ્રતિબિંબનો મર્યાદિત કોણ એ તેનું લઘુત્તમ મૂલ્ય છે જેના પર પ્રકાશ ઓછા ગાઢ માધ્યમમાં છટકી શકતો નથી. તેનો ઓછો અર્થ થાય છે વક્રીભવન, અને વધુનો અર્થ એ જ માધ્યમમાં પ્રતિબિંબ થાય છે જેમાંથી પ્રકાશ ખસેડાયો હતો.

કાર્ય નંબર 1

શરત. કાચના રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સનું મૂલ્ય 1.52 છે. સપાટીના ઇન્ટરફેસમાંથી પ્રકાશ સંપૂર્ણપણે પ્રતિબિંબિત થાય છે તે મર્યાદિત કોણ નક્કી કરવું જરૂરી છે: હવા સાથે કાચ, હવા સાથે પાણી, પાણી સાથે કાચ.

તમારે કોષ્ટકમાં આપેલા પાણી માટે રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ ડેટાનો ઉપયોગ કરવાની જરૂર પડશે. તે હવા માટે એકતા સમાન લેવામાં આવે છે.

ત્રણેય કેસોમાં ઉકેલ સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને ગણતરીમાં આવે છે:

sin α 0 /sin β = n 1 /n 2, જ્યાં n 2 એ માધ્યમનો ઉલ્લેખ કરે છે જેમાંથી પ્રકાશ ફેલાય છે, અને n 1 જ્યાં તે ઘૂસી જાય છે.

અક્ષર α 0 મર્યાદા કોણ સૂચવે છે. કોણ β નું મૂલ્ય 90 ડિગ્રી છે. એટલે કે તેની સાઈન એક હશે.

પ્રથમ કેસ માટે: sin α 0 = 1 /n કાચ, પછી સીમિત કોણ 1 /n કાચના આર્કસાઇન જેટલું બહાર વળે છે. 1/1.52 = 0.6579. કોણ 41.14º છે.

બીજા કિસ્સામાં, આર્ક્સીન નક્કી કરતી વખતે, તમારે પાણીના રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સના મૂલ્યને બદલવાની જરૂર છે. પાણીનો અપૂર્ણાંક 1/n મૂલ્ય 1/1.33 = 0.7519 લેશે. આ કોણ 48.75º છે.

ત્રીજા કેસનું વર્ણન n પાણી અને n ગ્લાસના ગુણોત્તર દ્વારા કરવામાં આવ્યું છે. આર્કસાઇનને અપૂર્ણાંક માટે ગણતરી કરવાની જરૂર પડશે: 1.33/1.52, એટલે કે, સંખ્યા 0.875. અમે તેના આર્કસાઇન દ્વારા મર્યાદિત કોણનું મૂલ્ય શોધીએ છીએ: 61.05º.

જવાબ: 41.14º, 48.75º, 61.05º.

સમસ્યા નંબર 2

શરત. એક ગ્લાસ પ્રિઝમ પાણી સાથેના વાસણમાં ડૂબી જાય છે. તેનો રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ 1.5 છે. પ્રિઝમ કાટકોણ ત્રિકોણ પર આધારિત છે. મોટો પગ તળિયે કાટખૂણે સ્થિત છે, અને બીજો તેની સમાંતર છે. પ્રકાશનું કિરણ સામાન્ય રીતે પ્રિઝમના ઉપરના ચહેરા પર પડે છે. જહાજના તળિયે કાટખૂણે સ્થિત પગ સુધી પહોંચવા અને પ્રિઝમમાંથી બહાર નીકળવા માટે પ્રકાશ માટે આડા પગ અને કર્ણ વચ્ચેનો સૌથી નાનો કોણ હોવો જોઈએ?

વર્ણવેલ રીતે કિરણ પ્રિઝમમાંથી બહાર નીકળવા માટે, તેને આંતરિક ચહેરા પર મહત્તમ કોણ પર પડવું જરૂરી છે (એક જે પ્રિઝમના ક્રોસ સેક્શનમાં ત્રિકોણનું કર્ણ છે). આ મર્યાદિત કોણ જમણા ત્રિકોણના ઇચ્છિત કોણ સમાન છે. પ્રકાશ રીફ્રેક્શનના નિયમમાંથી, તે તારણ આપે છે કે 90 ડિગ્રીની સાઈન દ્વારા વિભાજિત મર્યાદિત કોણની સાઈન બે રીફ્રેક્ટિવ સૂચકાંકોના ગુણોત્તર સમાન છે: પાણીથી કાચ.

ગણતરીઓ મર્યાદિત કોણ માટે નીચેના મૂલ્ય તરફ દોરી જાય છે: 62º30´.

લેક્ચર નંબર 24 માટે

"વિશ્લેષણની ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટલ પદ્ધતિઓ"

રીફ્રેક્ટોમેટ્રી.

સાહિત્ય:

1. વી.ડી. પોનોમારેવ "વિશ્લેષણાત્મક રસાયણશાસ્ત્ર" 1983 246-251

2. A.A. ઇશ્ચેન્કો "વિશ્લેષણાત્મક રસાયણશાસ્ત્ર" 2004 પૃષ્ઠ 181-184

રીફ્રેક્ટોમેટ્રી.

રિફ્રેક્ટોમેટ્રી એ વિશ્લેષણની સૌથી સરળ ભૌતિક પદ્ધતિઓ પૈકીની એક છે જે ઓછામાં ઓછા વિશ્લેષકનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે અને તે ખૂબ જ ઓછા સમયમાં કરવામાં આવે છે.

રીફ્રેક્ટોમેટ્રી- રીફ્રેક્શન અથવા રીફ્રેક્શનની ઘટના પર આધારિત પદ્ધતિ એટલે કે. એક માધ્યમથી બીજા માધ્યમમાં પસાર થતી વખતે પ્રકાશના પ્રસારની દિશા બદલવી.

રીફ્રેક્શન, તેમજ પ્રકાશનું શોષણ, માધ્યમ સાથે તેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનું પરિણામ છે. રીફ્રેક્ટોમેટ્રી શબ્દનો અર્થ થાય છે માપ પ્રકાશનું રીફ્રેક્શન, જે રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સના મૂલ્ય દ્વારા અંદાજવામાં આવે છે.

રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ મૂલ્ય nઆધાર રાખે છે

1) પદાર્થો અને સિસ્ટમોની રચના પર,

2) હકીકતમાંથી કઈ એકાગ્રતામાં અને પ્રકાશ બીમ તેના પાથ પર કયા પરમાણુઓનો સામનો કરે છે, કારણ કે પ્રકાશના પ્રભાવ હેઠળ, વિવિધ પદાર્થોના પરમાણુઓનું ધ્રુવીકરણ અલગ રીતે થાય છે. તે આ અવલંબન પર છે કે રીફ્રેક્ટોમેટ્રિક પદ્ધતિ આધારિત છે.

આ પદ્ધતિના અસંખ્ય ફાયદા છે, જેના પરિણામે તેને રાસાયણિક સંશોધન અને તકનીકી પ્રક્રિયાઓના નિયંત્રણ બંનેમાં વ્યાપક એપ્લિકેશન મળી છે.

1) રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સને માપવા એ ખૂબ જ સરળ પ્રક્રિયા છે જે ચોક્કસ રીતે અને ન્યૂનતમ સમય અને સામગ્રીની માત્રા સાથે કરવામાં આવે છે.

2) સામાન્ય રીતે, રીફ્રેક્ટોમીટર પ્રકાશના રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ અને વિશ્લેષકની સામગ્રી નક્કી કરવામાં 10% સુધીની ચોકસાઈ પ્રદાન કરે છે.

રિફ્રેક્ટોમેટ્રી પદ્ધતિનો ઉપયોગ અધિકૃતતા અને શુદ્ધતાને નિયંત્રિત કરવા, વ્યક્તિગત પદાર્થોને ઓળખવા અને ઉકેલોનો અભ્યાસ કરતી વખતે કાર્બનિક અને અકાર્બનિક સંયોજનોની રચના નક્કી કરવા માટે થાય છે. રીફ્રેક્ટોમેટ્રીનો ઉપયોગ બે ઘટક સોલ્યુશનની રચના નક્કી કરવા અને ટર્નરી સિસ્ટમ્સ માટે થાય છે.

પદ્ધતિનો ભૌતિક આધાર

રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ.

બંનેમાં પ્રકાશના પ્રસારની ઝડપમાં જેટલો મોટો તફાવત છે, જ્યારે તે એક માધ્યમથી બીજા માધ્યમમાં જાય છે ત્યારે પ્રકાશ કિરણનું તેની મૂળ દિશામાંથી વિચલન વધારે છે.

આ વાતાવરણ.

ચાલો કોઈપણ બે પારદર્શક માધ્યમ I અને II ની સીમા પર પ્રકાશ કિરણના વક્રીભવનને ધ્યાનમાં લઈએ (ફિગ જુઓ). ચાલો આપણે સંમત થઈએ કે માધ્યમ II માં વધુ રીફ્રેક્ટિવ પાવર છે અને તેથી, n 1અને n 2- અનુરૂપ મીડિયાનું રીફ્રેક્શન બતાવે છે. જો માધ્યમ I એ શૂન્યાવકાશ અથવા હવા ન હોય, તો પ્રકાશ બીમના અપક્રમણના પાપ કોણ અને પ્રત્યાવર્તનના પાપ કોણનો ગુણોત્તર સંબંધિત રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ n rel નું મૂલ્ય આપશે. મૂલ્ય અને સંબંધ. વિચારણા હેઠળના માધ્યમોના પ્રત્યાવર્તન સૂચકાંકોના ગુણોત્તર તરીકે પણ વ્યાખ્યાયિત કરી શકાય છે.

n rel. = ----- = ---

રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સનું મૂલ્ય તેના પર આધાર રાખે છે

1) પદાર્થોની પ્રકૃતિ

આ કિસ્સામાં પદાર્થની પ્રકૃતિ પ્રકાશના પ્રભાવ હેઠળ તેના પરમાણુઓની વિકૃતિની ડિગ્રી દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે - ધ્રુવીકરણની ડિગ્રી. જેટલી તીવ્ર ધ્રુવીકરણક્ષમતા, તેટલું જ પ્રકાશનું પ્રત્યાવર્તન વધુ મજબૂત.

2)ઘટના પ્રકાશની તરંગલંબાઇ

રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ માપન 589.3 nm (સોડિયમ સ્પેક્ટ્રમની રેખા D) ની પ્રકાશ તરંગલંબાઇ પર હાથ ધરવામાં આવે છે.

પ્રકાશની તરંગલંબાઇ પર રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સની અવલંબનને વિક્ષેપ કહેવામાં આવે છે. તરંગલંબાઇ જેટલી ટૂંકી, વક્રીભવન વધારે. તેથી, વિવિધ તરંગલંબાઇના કિરણો અલગ રીતે વક્રીવર્તિત થાય છે.

3)તાપમાન , જેના પર માપન હાથ ધરવામાં આવે છે. રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ નક્કી કરવા માટેની પૂર્વશરત એ તાપમાન શાસનનું પાલન છે. સામાન્ય રીતે નિર્ધારણ 20±0.3 0 C પર કરવામાં આવે છે.

જેમ જેમ તાપમાન વધે છે, રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ ઘટે છે, તે વધે છે..

તાપમાનની અસરો માટે કરેક્શનની ગણતરી નીચેના સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે:

n t = n 20 + (20-t) 0.0002, ક્યાં

n t -બાય આપેલ તાપમાને રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ,

n 20 - 20 0 C પર રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ

વાયુઓ અને પ્રવાહીના પ્રત્યાવર્તન સૂચકાંકોના મૂલ્યો પર તાપમાનનો પ્રભાવ તેમના વોલ્યુમેટ્રિક વિસ્તરણ ગુણાંકના મૂલ્યો સાથે સંકળાયેલ છે. જ્યારે ગરમ થાય છે ત્યારે તમામ વાયુઓ અને પ્રવાહીનું પ્રમાણ વધે છે, ઘનતા ઘટે છે અને પરિણામે, સૂચક ઘટે છે.

20 0 સે અને 589.3 એનએમની પ્રકાશ તરંગલંબાઇ પર માપવામાં આવેલ રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ ઇન્ડેક્સ દ્વારા નિયુક્ત કરવામાં આવે છે. n D 20

સજાતીય બે ઘટક પ્રણાલીના પ્રત્યાવર્તન સૂચકાંકની તેની સ્થિતિ પર અવલંબન પ્રાયોગિક રીતે અસંખ્ય પ્રમાણભૂત સિસ્ટમો (ઉદાહરણ તરીકે, ઉકેલો) માટે પ્રત્યાવર્તન સૂચકાંક નક્કી કરીને સ્થાપિત કરવામાં આવે છે, જેમાં ઘટકોની સામગ્રી જાણીતી છે.

4) દ્રાવણમાં પદાર્થની સાંદ્રતા.

પદાર્થોના ઘણા જલીય દ્રાવણો માટે, વિવિધ સાંદ્રતા અને તાપમાને પ્રત્યાવર્તન સૂચકાંકો વિશ્વસનીય રીતે માપવામાં આવે છે, અને આ કિસ્સાઓમાં સંદર્ભ પુસ્તકોનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. રીફ્રેક્ટોમેટ્રિક કોષ્ટકો. પ્રેક્ટિસ બતાવે છે કે જ્યારે ઓગળેલા પદાર્થની સામગ્રી 10-20% થી વધુ ન હોય ત્યારે, ગ્રાફિકલ પદ્ધતિ સાથે, ઘણા કિસ્સાઓમાં તેનો ઉપયોગ કરવો શક્ય છે. રેખીય સમીકરણ જેમ કે:

n=n o +FC,

n-સોલ્યુશનનું રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ,

ના- શુદ્ધ દ્રાવકનું રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ,

સી- દ્રાવ્ય સાંદ્રતા,%

એફ- પ્રયોગમૂલક ગુણાંક, જેનું મૂલ્ય જોવા મળે છે

જાણીતી સાંદ્રતાના ઉકેલોના રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ નક્કી કરીને.

રેફ્રેક્ટોમીટર્સ.

રીફ્રેક્ટોમીટર એ રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ માપવા માટે વપરાતા સાધનો છે. આ ઉપકરણોના 2 પ્રકાર છે: અબ્બે પ્રકાર અને પલ્ફ્રિચ પ્રકાર રીફ્રેક્ટોમીટર. બંને કિસ્સાઓમાં, માપ મહત્તમ રીફ્રેક્શન કોણ નક્કી કરવા પર આધારિત છે. વ્યવહારમાં, વિવિધ સિસ્ટમોના રીફ્રેક્ટોમીટરનો ઉપયોગ થાય છે: પ્રયોગશાળા-આરએલ, સાર્વત્રિક આરએલ, વગેરે.

નિસ્યંદિત પાણીનો રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ n 0 = 1.33299 છે, પરંતુ વ્યવહારીક રીતે આ સૂચકને n 0 તરીકે સંદર્ભ તરીકે લેવામાં આવે છે. =1,333.

રીફ્રેક્ટોમીટરનો ઓપરેટિંગ સિદ્ધાંત મર્યાદિત કોણ પદ્ધતિ (પ્રકાશના કુલ પ્રતિબિંબનો કોણ) દ્વારા પ્રત્યાવર્તન સૂચકાંક નક્કી કરવા પર આધારિત છે.

હેન્ડહેલ્ડ રીફ્રેક્ટોમીટર

એબે રીફ્રેક્ટોમીટર

લેબોરેટરી કામ

પ્રકાશનું રીફ્રેક્શન. પ્રવાહીના રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સનું માપન

રીફ્રેક્ટોમીટરનો ઉપયોગ કરીને

કાર્યનો હેતુ: પ્રકાશ રીફ્રેક્શનની ઘટનાની સમજને વધુ ઊંડી કરવી; પ્રવાહી માધ્યમોના રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સને માપવા માટેની પદ્ધતિઓનો અભ્યાસ; રીફ્રેક્ટોમીટર સાથે કામ કરવાના સિદ્ધાંતનો અભ્યાસ કરવો.

સાધનસામગ્રી: રીફ્રેક્ટોમીટર, સોડિયમ ક્લોરાઇડ સોલ્યુશન્સ, પીપેટ, સાધનોના ઓપ્ટિકલ ભાગો સાફ કરવા માટે નરમ કાપડ.

થિયરી

પ્રકાશના પ્રતિબિંબ અને રીફ્રેક્શનના નિયમો. રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ.

મીડિયા વચ્ચેના ઇન્ટરફેસ પર, પ્રકાશ તેના પ્રસારની દિશામાં ફેરફાર કરે છે. પ્રકાશ ઊર્જાનો ભાગ પ્રથમ માધ્યમમાં પાછો ફરે છે, એટલે કે. પ્રકાશ પ્રતિબિંબિત થાય છે. જો બીજું માધ્યમ પારદર્શક હોય, તો પછી પ્રકાશનો ભાગ, અમુક પરિસ્થિતિઓ હેઠળ, મીડિયા વચ્ચેના ઇન્ટરફેસમાંથી પસાર થાય છે, સામાન્ય રીતે પ્રસારની દિશા બદલાય છે. આ ઘટનાને પ્રકાશનું રીફ્રેક્શન કહેવામાં આવે છે (ફિગ. 1).

ચોખા. 1. બે માધ્યમો વચ્ચેના સપાટ ઇન્ટરફેસ પર પ્રકાશનું પ્રતિબિંબ અને રીફ્રેક્શન.

જ્યારે પ્રકાશ બે પારદર્શક માધ્યમો વચ્ચેના સપાટ ઈન્ટરફેસમાંથી પસાર થાય છે ત્યારે પ્રતિબિંબિત અને વક્રીવર્તિત કિરણોની દિશા પ્રકાશના પ્રતિબિંબ અને વક્રીભવનના નિયમો દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.

પ્રકાશ પ્રતિબિંબનો કાયદો.પ્રતિબિંબિત કિરણ એ ઘટના કિરણના સમાન સમતલમાં રહેલું છે અને ઘટનાના બિંદુ પર મીડિયાના વિભાજનના પ્લેનમાં સામાન્ય પુનઃસ્થાપિત થાય છે. ઘટના કોણ પ્રતિબિંબ કોણ સમાન છે .

પ્રકાશ રીફ્રેક્શનનો નિયમ.રીફ્રેક્ટેડ કિરણ એ ઘટના કિરણના સમાન સમતલમાં રહેલું છે અને ઘટનાના બિંદુએ મીડિયાના વિભાજનના પ્લેનમાં સામાન્ય પુનઃસ્થાપિત થાય છે. ઘટના સાઈન રેશિયોનો કોણ α રીફ્રેક્શનના કોણની સાઈન સુધી β આ બે માધ્યમો માટે એક સ્થિર મૂલ્ય છે, જેને પ્રથમના સંબંધમાં બીજા માધ્યમનો સંબંધિત રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ કહેવાય છે:

સંબંધિત રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ બે માધ્યમો પ્રથમ માધ્યમ v 1 માં પ્રકાશની ઝડપ અને બીજા માધ્યમ v 2 માં પ્રકાશની ગતિના ગુણોત્તર સમાન છે:

જો પ્રકાશ શૂન્યાવકાશમાંથી માધ્યમમાં આવે છે, તો શૂન્યાવકાશની સાપેક્ષ માધ્યમના પ્રત્યાવર્તન સૂચકાંકને આ માધ્યમનો સંપૂર્ણ રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ કહેવામાં આવે છે અને તે શૂન્યાવકાશમાં પ્રકાશની ગતિના ગુણોત્તર સમાન છે. સાથેઆપેલ માધ્યમમાં પ્રકાશની ઝડપ સુધી:

સંપૂર્ણ રીફ્રેક્ટિવ સૂચકાંકો હંમેશા એકતા કરતા વધારે હોય છે; હવા માટે nએક તરીકે લેવામાં આવે છે.

બે માધ્યમોના સંબંધિત રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સને તેમના સંપૂર્ણ સૂચકાંકોના સંદર્ભમાં વ્યક્ત કરી શકાય છે n 1 અને n 2 :

પ્રવાહીના રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સનું નિર્ધારણ

પ્રવાહીના રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સને ઝડપથી અને સગવડતાપૂર્વક નિર્ધારિત કરવા માટે, ત્યાં ખાસ ઓપ્ટિકલ સાધનો છે - રીફ્રેક્ટોમીટર, જેનો મુખ્ય ભાગ બે પ્રિઝમ છે (ફિગ. 2): સહાયક એવ. 1અને માપન Pr.2.ચકાસવા માટેનું પ્રવાહી પ્રિઝમ વચ્ચેના ગેપમાં રેડવામાં આવે છે.

સૂચકાંકોને માપતી વખતે, બે પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરી શકાય છે: ચરાઈ બીમ પદ્ધતિ (પારદર્શક પ્રવાહી માટે) અને કુલ આંતરિક પ્રતિબિંબ પદ્ધતિ (શ્યામ, ગંદુ અને રંગીન ઉકેલો માટે). આ કાર્યમાં, તેમાંથી પ્રથમનો ઉપયોગ થાય છે.

ચરાઈ બીમ પદ્ધતિમાં, બાહ્ય સ્ત્રોતમાંથી પ્રકાશ ચહેરા પરથી પસાર થાય છે એબીપ્રિઝમ પ્રોજેક્ટ 1,તેની મેટ સપાટી પર વિખેરી નાખે છે એસીઅને પછી પ્રિઝમમાં અભ્યાસ હેઠળના પ્રવાહીના સ્તરમાંથી પ્રવેશ કરે છે Pr.2.મેટ સપાટી બધી દિશામાં કિરણોનો સ્ત્રોત બની જાય છે, તેથી તે ધાર દ્વારા અવલોકન કરી શકાય છે ઇએફ પ્રિઝમ Pr.2.જો કે, ધાર એસીદ્વારા જોઈ શકાય છે ઇએફમાત્ર ચોક્કસ લઘુત્તમ કોણ કરતાં મોટા ખૂણા પર i. આ કોણની તીવ્રતા પ્રિઝમ વચ્ચે સ્થિત પ્રવાહીના રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ સાથે અનન્ય રીતે સંબંધિત છે, જે રીફ્રેક્ટોમીટરની રચના પાછળનો મુખ્ય વિચાર છે.

ચહેરા દ્વારા પ્રકાશના માર્ગને ધ્યાનમાં લો ઇએફનીચલા માપન પ્રિઝમ Pr.2.ફિગમાંથી જોઈ શકાય છે. 2, પ્રકાશ રીફ્રેક્શનનો નિયમ બે વાર લાગુ કરીને, આપણે બે સંબંધો મેળવી શકીએ છીએ:

સમીકરણોની આ પ્રણાલીને હલ કરવાથી, તે નિષ્કર્ષ પર આવવું સરળ છે કે પ્રવાહીનું પ્રત્યાવર્તન સૂચકાંક

ચાર જથ્થા પર આધાર રાખે છે: પ્ર, આર, આર 1 અને i. જો કે, તે બધા સ્વતંત્ર નથી. તેથી, ઉદાહરણ તરીકે,

આર+ s= આર , (4)

જ્યાં આર - પ્રિઝમનો રીફ્રેક્ટિવ કોણ પ્રોજેક્ટ 2. વધુમાં, કોણ સેટ કરીને પ્રમહત્તમ મૂલ્ય 90° છે, સમીકરણ (1)માંથી આપણે મેળવીએ છીએ:

પરંતુ મહત્તમ કોણ મૂલ્ય આર , ફિગમાંથી જોઈ શકાય છે. 2 અને સંબંધો (3) અને (4), લઘુત્તમ કોણ મૂલ્યો અનુરૂપ છે i અને આર 1 , તે i મિનિટ અને આર મિનિટ .

આમ, “ચરાઈ” કિરણોના કિસ્સામાં પ્રવાહીનું રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ ફક્ત કોણ સાથે સંકળાયેલું છે i. આ કિસ્સામાં, લઘુત્તમ કોણ મૂલ્ય છે i, જ્યારે ધાર એસીહજુ પણ અવલોકન કરવામાં આવે છે, એટલે કે, દૃશ્યના ક્ષેત્રમાં તે અરીસા-સફેદ દેખાય છે. નાના જોવાના ખૂણાઓ માટે, ધાર દેખાતી નથી, અને દૃશ્યના ક્ષેત્રમાં આ સ્થાન કાળું દેખાય છે. ઉપકરણનું ટેલિસ્કોપ પ્રમાણમાં વિશાળ કોણીય ઝોનને કેપ્ચર કરે છે, તેથી દૃશ્યના ક્ષેત્રમાં પ્રકાશ અને કાળા વિસ્તારો એકસાથે અવલોકન કરવામાં આવે છે, જેની વચ્ચેની સીમા લઘુત્તમ અવલોકન કોણને અનુરૂપ છે અને તે પ્રવાહીના રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ સાથે અનન્ય રીતે સંબંધિત છે. અંતિમ ગણતરી સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને:

(તેના નિષ્કર્ષને અવગણવામાં આવ્યો છે) અને જાણીતા પ્રત્યાવર્તન સૂચકાંકો સાથે સંખ્યાબંધ પ્રવાહી, તમે ઉપકરણને માપાંકિત કરી શકો છો, એટલે કે, પ્રવાહી અને ખૂણાઓના પ્રત્યાવર્તન સૂચકાંકો વચ્ચે અનન્ય પત્રવ્યવહાર સ્થાપિત કરી શકો છો. i મિનિટ . આપેલ તમામ સૂત્રો એક ચોક્કસ તરંગલંબાઇના કિરણો માટે લેવામાં આવ્યા છે.

પ્રિઝમના વિક્ષેપને ધ્યાનમાં લઈને વિવિધ તરંગલંબાઈનો પ્રકાશ વક્રીભવન થશે. આમ, જ્યારે પ્રિઝમ સફેદ પ્રકાશથી પ્રકાશિત થાય છે, ત્યારે ઇન્ટરફેસ અસ્પષ્ટ થશે અને વિખેરવાના કારણે વિવિધ રંગોમાં રંગીન થશે. તેથી, દરેક રીફ્રેક્ટોમીટરમાં વળતર આપનાર હોય છે જે વિખેરવાના પરિણામને દૂર કરે છે. તેમાં એક અથવા બે પ્રત્યક્ષ વિઝન પ્રિઝમ્સ - એમીસી પ્રિઝમ્સનો સમાવેશ થઈ શકે છે. દરેક Amici પ્રિઝમમાં અલગ-અલગ રીફ્રેક્ટિવ સૂચકાંકો અને અલગ-અલગ વિક્ષેપ સાથે ત્રણ કાચના પ્રિઝમ હોય છે, ઉદાહરણ તરીકે, બાહ્ય પ્રિઝમ ક્રાઉન ગ્લાસથી બનેલા હોય છે, અને વચ્ચેનું પ્રિઝમ ફ્લિન્ટ ગ્લાસથી બનેલું હોય છે (ક્રાઉન ગ્લાસ અને ફ્લિન્ટ ગ્લાસ કાચના પ્રકારો છે). વિશિષ્ટ ઉપકરણનો ઉપયોગ કરીને વળતર આપનાર પ્રિઝમને ફેરવવાથી, ઇન્ટરફેસની તીક્ષ્ણ, રંગહીન છબી પ્રાપ્ત થાય છે, જેનું સ્થાન પીળી સોડિયમ લાઇન માટે રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ મૂલ્યને અનુરૂપ છે. λ =5893 Å (પ્રિઝમ્સ એવી રીતે ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યા છે કે 5893 Å ની તરંગલંબાઇવાળા કિરણો વિચલનનો અનુભવ ન કરે).

વળતર આપનારમાંથી પસાર થતા કિરણો ટેલિસ્કોપના લેન્સમાં પ્રવેશ કરે છે, પછી ટેલિસ્કોપના આઈપીસ દ્વારા રિવર્સિંગ પ્રિઝમમાંથી નિરીક્ષકની આંખમાં જાય છે. કિરણોનો યોજનાકીય માર્ગ ફિગમાં બતાવવામાં આવ્યો છે. 3.

રીફ્રેક્ટોમીટર સ્કેલ રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સના મૂલ્યો અને પાણીમાં સુક્રોઝ સોલ્યુશનની સાંદ્રતામાં માપાંકિત કરવામાં આવે છે અને આઇપીસના ફોકલ પ્લેનમાં સ્થિત છે.

પ્રાયોગિક ભાગ

કાર્ય 1. રીફ્રેક્ટોમીટર તપાસી રહ્યું છે.

અરીસાનો ઉપયોગ કરીને રીફ્રેક્ટોમીટરના સહાયક પ્રિઝમ પર પ્રકાશને દિશામાન કરો. સહાયક પ્રિઝમ ઉભા કરીને, માપવાના પ્રિઝમ પર નિસ્યંદિત પાણીના થોડા ટીપાં પીપેટ કરો. સહાયક પ્રિઝમને ઘટાડીને, દૃશ્યના ક્ષેત્રની શ્રેષ્ઠ રોશની પ્રાપ્ત કરો અને આઇપીસ સેટ કરો જેથી ક્રોસહેર અને રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ સ્કેલ સ્પષ્ટ રીતે દેખાય. માપન પ્રિઝમના કેમેરાને ફેરવવાથી, તમે દૃશ્યના ક્ષેત્રમાં પ્રકાશ અને પડછાયાની સીમા મેળવો છો. વળતર આપનાર વડાને ફેરવીને, પ્રકાશ અને પડછાયા વચ્ચેની સરહદના રંગને દૂર કરો. પ્રકાશ અને પડછાયાની સીમાને ક્રોસહેર પોઈન્ટ સાથે સંરેખિત કરો અને પાણીના રીફ્રેક્ટિવ ઈન્ડેક્સને માપો n ફેરફાર . જો રીફ્રેક્ટોમીટર યોગ્ય રીતે કામ કરી રહ્યું હોય, તો પછી નિસ્યંદિત પાણી માટે મૂલ્ય હોવું જોઈએ n 0 = 1.333, જો રીડિંગ્સ આ મૂલ્યથી અલગ હોય, તો સુધારો નક્કી કરવો આવશ્યક છે Δn= n ફેરફાર - 1.333, જે પછી રિફ્રેક્ટોમીટર સાથે આગળ કામ કરતી વખતે ધ્યાનમાં લેવું જોઈએ. કૃપા કરીને કોષ્ટક 1 માં સુધારો કરો.

કોષ્ટક 1.

કાર્ય 2. પ્રવાહીના રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સનું નિર્ધારણ.

મળેલ સુધારણાને ધ્યાનમાં લઈને, જાણીતી સાંદ્રતાના ઉકેલોના પ્રત્યાવર્તન સૂચકાંકો નક્કી કરો.

કોષ્ટક 2.

પ્રાપ્ત પરિણામોના આધારે એકાગ્રતા પર ટેબલ સોલ્ટ સોલ્યુશન્સના રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સની અવલંબનનો આલેખ બનાવો. C પર n ની અવલંબન વિશે નિષ્કર્ષ દોરો; રીફ્રેક્ટોમીટરનો ઉપયોગ કરીને માપનની ચોકસાઈ વિશે તારણો દોરો.

અજ્ઞાત સાંદ્રતાનું મીઠું સોલ્યુશન લો સાથે x , તેનો રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ નક્કી કરો અને ઉકેલની સાંદ્રતા શોધવા માટે ગ્રાફનો ઉપયોગ કરો.

કાર્યક્ષેત્રને સાફ કરો અને ભીના, સ્વચ્છ કપડાથી રિફ્રેક્ટોમીટર પ્રિઝમ્સને કાળજીપૂર્વક સાફ કરો.

સુરક્ષા પ્રશ્નો

પ્રકાશનું પ્રતિબિંબ અને રીફ્રેક્શન.

માધ્યમના સંપૂર્ણ અને સંબંધિત રીફ્રેક્ટિવ સૂચકાંકો.

રીફ્રેક્ટોમીટરની કામગીરીનો સિદ્ધાંત. સ્લાઇડિંગ બીમ પદ્ધતિ.

પ્રિઝમમાં કિરણોનો યોજનાકીય માર્ગ. શા માટે વળતર આપનાર પ્રિઝમની જરૂર છે?

પ્રકાશનું પ્રસરણ, પ્રતિબિંબ અને રીફ્રેક્શન

પ્રકાશની પ્રકૃતિ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક છે. આનો એક પુરાવો શૂન્યાવકાશમાં ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગો અને પ્રકાશની ગતિનો સંયોગ છે.

સજાતીય માધ્યમમાં, પ્રકાશ સીધી રેખામાં પ્રવાસ કરે છે. આ વિધાનને પ્રકાશના રેક્ટિલિનિયર પ્રચારનો કાયદો કહેવામાં આવે છે. આ કાયદાનો પ્રાયોગિક પુરાવો બિંદુ પ્રકાશ સ્ત્રોતો દ્વારા ઉત્પાદિત તીક્ષ્ણ પડછાયાઓ છે.

પ્રકાશના પ્રસારની દિશા દર્શાવતી ભૌમિતિક રેખાને પ્રકાશ કિરણ કહેવામાં આવે છે. આઇસોટ્રોપિક માધ્યમમાં, પ્રકાશ કિરણો તરંગના આગળના ભાગ પર લંબ દિશામાન થાય છે.

સમાન તબક્કામાં મધ્યમ ઓસીલેટીંગમાં બિંદુઓના ભૌમિતિક સ્થાનને તરંગ સપાટી કહેવામાં આવે છે, અને બિંદુઓનો સમૂહ કે જેના પર ઓસિલેશન સમયસર આપેલ બિંદુએ પહોંચ્યું હોય તેને વેવ ફ્રન્ટ કહેવામાં આવે છે. તરંગના આગળના પ્રકાર પર આધાર રાખીને, પ્લેન અને ગોળાકાર તરંગોને અલગ પાડવામાં આવે છે.

પ્રકાશના પ્રસારની પ્રક્રિયાને સમજાવવા માટે, ડચ ભૌતિકશાસ્ત્રી એચ. હ્યુજેન્સ દ્વારા પ્રસ્તાવિત અવકાશમાં તરંગની આગળની હિલચાલ વિશેના તરંગ સિદ્ધાંતના સામાન્ય સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. હ્યુજેન્સના સિદ્ધાંત મુજબ, માધ્યમના દરેક બિંદુ કે જ્યાં સુધી પ્રકાશ ઉત્તેજના પહોંચે છે તે ગોળાકાર ગૌણ તરંગોનું કેન્દ્ર છે, જે પ્રકાશની ઝડપે પણ પ્રસરે છે. આ ગૌણ તરંગોના આગળના ભાગની આસપાસની સપાટી તે સમયે તે ક્ષણે વાસ્તવમાં પ્રસરી રહેલા તરંગોના આગળની સ્થિતિ આપે છે.

પ્રકાશ બીમ અને પ્રકાશ કિરણો વચ્ચે તફાવત કરવો જરૂરી છે. પ્રકાશ બીમ એ પ્રકાશ તરંગનો એક ભાગ છે જે આપેલ દિશામાં પ્રકાશ ઊર્જા વહન કરે છે. જ્યારે લાઇટ બીમનું વર્ણન કરતા પ્રકાશ બીમ સાથે બદલો ત્યારે, બાદમાં પર્યાપ્ત સાંકડા અક્ષ સાથે મેળ ખાતો હોવો જોઈએ, પરંતુ તે જ સમયે મર્યાદિત પહોળાઈ (ક્રોસ-વિભાગીય પરિમાણો તરંગલંબાઇ કરતા ઘણા મોટા હોય છે) પ્રકાશ હોવા જોઈએ. બીમ

અલગ-અલગ, કન્વર્જિંગ અને અર્ધ-સમાંતર પ્રકાશ બીમ છે. પ્રકાશ કિરણોના કિરણો અથવા ફક્ત પ્રકાશ કિરણોના શબ્દોનો વારંવાર ઉપયોગ થાય છે, જેનો અર્થ થાય છે પ્રકાશ કિરણોનો સમૂહ જે વાસ્તવિક પ્રકાશ કિરણોનું વર્ણન કરે છે.

શૂન્યાવકાશ c = 3 108 m/s માં પ્રકાશની ગતિ એક સાર્વત્રિક સ્થિરાંક છે અને તે આવર્તન પર આધારિત નથી. પ્રથમ વખત, ડેનિશ વૈજ્ઞાનિક ઓ. રોમર દ્વારા ખગોળશાસ્ત્રીય પદ્ધતિ દ્વારા પ્રકાશની ગતિ પ્રાયોગિક રીતે નક્કી કરવામાં આવી હતી. વધુ ચોક્કસ રીતે, પ્રકાશની ગતિ એ. મિશેલસન દ્વારા માપવામાં આવી હતી.

પદાર્થમાં પ્રકાશની ગતિ શૂન્યાવકાશ કરતા ઓછી હોય છે. શૂન્યાવકાશમાં પ્રકાશની ગતિ અને આપેલ માધ્યમમાં તેની ઝડપના ગુણોત્તરને માધ્યમનો સંપૂર્ણ રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ કહેવામાં આવે છે:

જ્યાં c એ શૂન્યાવકાશમાં પ્રકાશની ગતિ છે, v એ આપેલ માધ્યમમાં પ્રકાશની ગતિ છે. તમામ પદાર્થોના નિરપેક્ષ રીફ્રેક્ટિવ સૂચકાંકો એકતા કરતા વધારે છે.

જ્યારે પ્રકાશ માધ્યમ દ્વારા પ્રસારિત થાય છે, ત્યારે તે શોષાય છે અને વેરવિખેર થાય છે, અને મીડિયા વચ્ચેના ઇન્ટરફેસ પર તે પ્રતિબિંબિત થાય છે અને રીફ્રેક્ટ થાય છે.

પ્રકાશ પ્રતિબિંબનો નિયમ: ઘટના બીમ, પ્રતિબિંબિત બીમ અને બે માધ્યમો વચ્ચેના ઇન્ટરફેસને લંબરૂપ, બીમની ઘટનાના બિંદુએ પુનઃસ્થાપિત, સમાન પ્લેનમાં આવેલા છે; પ્રતિબિંબ g નો કોણ એ ઘટનાના ખૂણા a (ફિગ. 1) જેટલો છે. આ કાયદો કોઈપણ પ્રકૃતિના તરંગો માટે પ્રતિબિંબના નિયમ સાથે એકરુપ છે અને હ્યુજેન્સના સિદ્ધાંતના પરિણામ સ્વરૂપે મેળવી શકાય છે.

પ્રકાશના પ્રત્યાવર્તનનો નિયમ: ઘટના કિરણ, રીફ્રેક્ટેડ કિરણ અને બે માધ્યમો વચ્ચેના ઇન્ટરફેસને લંબરૂપ, કિરણના ઘટનાના બિંદુ પર પુનઃસ્થાપિત, સમાન સમતલમાં સ્થિત છે; પ્રકાશની આપેલ આવર્તન માટે આકસ્મિક ખૂણોની સાઈન અને પ્રત્યાવર્તન કોણની સાઈનનો ગુણોત્તર એ એક સ્થિર મૂલ્ય છે જેને પ્રથમની તુલનામાં બીજા માધ્યમનો સાપેક્ષ પ્રત્યાવર્તન સૂચકાંક કહેવાય છે:

પ્રકાશ રીફ્રેક્શનનો પ્રાયોગિક રીતે સ્થાપિત નિયમ હ્યુજેન્સના સિદ્ધાંતના આધારે સમજાવવામાં આવ્યો છે. તરંગની વિભાવનાઓ અનુસાર, વક્રીભવન એ એક માધ્યમથી બીજા માધ્યમમાં પસાર થતી વખતે તરંગોના પ્રસારની ગતિમાં થતા ફેરફારોનું પરિણામ છે, અને સંબંધિત પ્રત્યાવર્તન સૂચકાંકનો ભૌતિક અર્થ એ પ્રથમ માધ્યમ v1 માં તરંગોના પ્રસારની ઝડપનો ગુણોત્તર છે. બીજા માધ્યમમાં તેમના પ્રચારની ઝડપ

નિરપેક્ષ પ્રત્યાવર્તન સૂચકાંકો n1 અને n2 સાથેના માધ્યમો માટે, પ્રથમની તુલનામાં બીજા માધ્યમનો સંબંધિત પ્રત્યાવર્તન સૂચકાંક બીજા માધ્યમના સંપૂર્ણ પ્રત્યાવર્તન સૂચકાંક અને પ્રથમ માધ્યમના સંપૂર્ણ પ્રત્યાવર્તન સૂચકાંકના ગુણોત્તર જેટલો છે:

જે માધ્યમમાં ઉચ્ચ રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ હોય છે તેને ઓપ્ટીકલી ડેન્સર કહેવામાં આવે છે તેમાં પ્રકાશના પ્રસારની ઝડપ ઓછી હોય છે. જો પ્રકાશ ઓપ્ટીકલી ઘનતાવાળા માધ્યમથી ઓપ્ટીકલી ઓછી ઘનતામાં પસાર થાય છે, તો પછી ઘટનાના ચોક્કસ ખૂણા a0 પર રીફ્રેક્શનનો કોણ p/2 જેવો હોવો જોઈએ. આ કિસ્સામાં રીફ્રેક્ટેડ બીમની તીવ્રતા શૂન્યની બરાબર બને છે. બે માધ્યમો વચ્ચેના ઇન્ટરફેસ પર પડતો પ્રકાશ તેમાંથી સંપૂર્ણપણે પ્રતિબિંબિત થાય છે.

ઘટનાનો ખૂણો a0 કે જેના પર પ્રકાશનું કુલ આંતરિક પ્રતિબિંબ થાય છે તેને કુલ આંતરિક પ્રતિબિંબનો મર્યાદિત કોણ કહેવામાં આવે છે. ઘટનાના તમામ ખૂણાઓ પર a0 ની બરાબર અને તેનાથી વધુ, પ્રકાશનું કુલ પ્રતિબિંબ થાય છે.

જો n2 = 1 (શૂન્યાવકાશ), તો પછી સંબંધમાંથી મર્યાદિત કોણનું મૂલ્ય જોવા મળે છે

2 પદાર્થનો રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ શૂન્યાવકાશમાં અને આપેલ માધ્યમમાં પ્રકાશના તબક્કાની ગતિ (ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગો) ના ગુણોત્તર સમાન મૂલ્ય છે. તેઓ કોઈપણ અન્ય તરંગો માટે રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ વિશે પણ વાત કરે છે, ઉદાહરણ તરીકે, ધ્વનિ

રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ પદાર્થના ગુણધર્મો અને કિરણોત્સર્ગની તરંગલંબાઇ પર આધાર રાખે છે, જ્યારે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગોની આવર્તન ઓછી આવર્તનથી ઓપ્ટિકલ અને તેનાથી આગળ બદલાય છે, અને તે પણ વધુ તીવ્ર રીતે બદલાઈ શકે છે. ફ્રીક્વન્સી સ્કેલના અમુક વિસ્તારો. ડિફોલ્ટ સામાન્ય રીતે ઓપ્ટિકલ શ્રેણી અથવા સંદર્ભ દ્વારા નિર્ધારિત શ્રેણીનો સંદર્ભ આપે છે.

ત્યાં ઓપ્ટીકલી એનિસોટ્રોપિક પદાર્થો છે જેમાં રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ પ્રકાશની દિશા અને ધ્રુવીકરણ પર આધાર રાખે છે. આવા પદાર્થો એકદમ સામાન્ય છે, ખાસ કરીને, તે બધા સ્ફટિકો છે જે સ્ફટિક જાળીની એકદમ ઓછી સપ્રમાણતા સાથે, તેમજ યાંત્રિક વિકૃતિને આધિન પદાર્થો છે.

રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સને માધ્યમના ચુંબકીય અને ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંકોના ઉત્પાદનના મૂળ તરીકે વ્યક્ત કરી શકાય છે

(તે ધ્યાનમાં લેવું જોઈએ કે રસની આવર્તન શ્રેણી માટે ચુંબકીય અભેદ્યતા અને સંપૂર્ણ ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરતાના મૂલ્યો - ઉદાહરણ તરીકે, ઓપ્ટિકલ - આ મૂલ્યોના સ્થિર મૂલ્યથી ખૂબ જ અલગ હોઈ શકે છે).

રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સને માપવા માટે, મેન્યુઅલ અને ઓટોમેટિક રીફ્રેક્ટોમીટરનો ઉપયોગ થાય છે. જ્યારે જલીય દ્રાવણમાં ખાંડની સાંદ્રતા નક્કી કરવા માટે રીફ્રેક્ટોમીટરનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, ત્યારે ઉપકરણને સેકેરીમીટર કહેવામાં આવે છે.

જ્યારે બીમ મધ્યમ A થી મધ્યમ B સુધી પસાર થાય છે ત્યારે બીમના આકસ્મિક ખૂણો () ના સાઈન અને રીફ્રેક્શન કોણની સાઈનનો ગુણોત્તર મીડિયાની આ જોડી માટે સંબંધિત રીફ્રેક્ટિવ ઈન્ડેક્સ કહેવાય છે.

જથ્થા n એ માધ્યમ A ના સંબંધમાં માધ્યમ B નો સાપેક્ષ પ્રત્યાવર્તન સૂચકાંક છે, аn" = 1/n એ માધ્યમ B ના સંબંધમાં માધ્યમ A નું સંબંધિત પ્રત્યાવર્તન સૂચક છે.

આ મૂલ્ય, અન્ય વસ્તુઓ સમાન હોવાને કારણે, સામાન્ય રીતે એકતા કરતાં ઓછી હોય છે જ્યારે બીમ વધુ ગાઢ માધ્યમમાંથી ઓછા ગાઢ માધ્યમમાં પસાર થાય છે, અને જ્યારે બીમ ઓછા ગાઢ માધ્યમમાંથી ઘન માધ્યમમાં પસાર થાય છે ત્યારે એકતા કરતાં વધુ હોય છે (ઉદાહરણ તરીકે, ગેસ અથવા શૂન્યાવકાશમાંથી પ્રવાહી અથવા ઘન સુધી). આ નિયમમાં અપવાદો છે, અને તેથી તે એક માધ્યમને બીજા કરતા ઓપ્ટીકલી વધુ કે ઓછા ગાઢ કહેવાનો રિવાજ છે (માધ્યમની અસ્પષ્ટતાના માપ તરીકે ઓપ્ટિકલ ઘનતા સાથે ભેળસેળ ન કરવી).

અમુક માધ્યમ B ની સપાટી પર વાયુહીન અવકાશમાંથી પડતું કિરણ અન્ય માધ્યમ A પરથી તેના પર પડતાં કરતાં વધુ મજબૂત રીતે વક્રીભવન થાય છે; વાયુહીન અવકાશમાંથી કોઈ માધ્યમ પરના કિરણની ઘટનાના રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સને તેનો સંપૂર્ણ રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ કહેવામાં આવે છે અથવા આપેલ માધ્યમનો ફક્ત રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ આ રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ છે, જેની વ્યાખ્યા લેખની શરૂઆતમાં આપવામાં આવી છે. સામાન્ય સ્થિતિમાં હવા સહિત કોઈપણ ગેસનો રીફ્રેક્ટિવ ઈન્ડેક્સ પ્રવાહી અથવા ઘન પદાર્થોના રીફ્રેક્ટિવ ઈન્ડેક્સ કરતાં ઘણો ઓછો હોય છે, તેથી, લગભગ (અને પ્રમાણમાં સારી સચોટતા સાથે) સંપૂર્ણ રીફ્રેક્ટિવ ઈન્ડેક્સ હવાની તુલનામાં રીફ્રેક્ટિવ ઈન્ડેક્સ દ્વારા નક્કી કરી શકાય છે.

ચોખા. 3. દખલગીરી રીફ્રેક્ટોમીટરનું સંચાલન સિદ્ધાંત. પ્રકાશ કિરણને વિભાજિત કરવામાં આવે છે જેથી તેના બે ભાગો વિવિધ પ્રત્યાવર્તન સૂચકાંકો સાથેના પદાર્થોથી ભરેલા લંબાઈના ક્યુવેટ્સમાંથી પસાર થાય. ક્યુવેટ્સમાંથી બહાર નીકળતી વખતે, કિરણો ચોક્કસ પાથ તફાવત મેળવે છે અને, એકસાથે લાવવામાં આવે છે, સ્ક્રીન પર k ઓર્ડર્સ સાથે દખલગીરી મેક્સિમા અને મિનિમાનું ચિત્ર આપે છે (જમણી બાજુએ યોજનાકીય રીતે બતાવેલ છે). રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ તફાવત Dn=n2 –n1 =kl/2, જ્યાં l એ પ્રકાશની તરંગલંબાઇ છે.

રીફ્રેક્ટોમીટર એ પદાર્થોના રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સને માપવા માટે વપરાતા સાધનો છે. રીફ્રેક્ટોમીટરનું સંચાલન સિદ્ધાંત કુલ પ્રતિબિંબની ઘટના પર આધારિત છે. જો પ્રકાશનો વેરવિખેર કિરણ રીફ્રેક્ટિવ સૂચકાંકોવાળા બે માધ્યમો વચ્ચેના ઇન્ટરફેસ પર પડે છે અને, વધુ ઓપ્ટિકલી ગાઢ માધ્યમથી, તો પછી ઘટનાના ચોક્કસ ખૂણાથી શરૂ કરીને, કિરણો બીજા માધ્યમમાં પ્રવેશતા નથી, પરંતુ ઇન્ટરફેસમાંથી સંપૂર્ણપણે પ્રતિબિંબિત થાય છે. પ્રથમ માધ્યમમાં. આ ખૂણાને કુલ પ્રતિબિંબનો મર્યાદિત કોણ કહેવામાં આવે છે. આકૃતિ 1 આ સપાટીના ચોક્કસ પ્રવાહમાં પડતી વખતે કિરણોનું વર્તન દર્શાવે છે. બીમ આત્યંતિક કોણ પર આવે છે. રીફ્રેક્શનના નિયમ પરથી આપણે નક્કી કરી શકીએ છીએ: , (ત્યારથી).

મર્યાદિત કોણની તીવ્રતા બે માધ્યમોના સંબંધિત રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ પર આધારિત છે. જો સપાટી પરથી પ્રતિબિંબિત કિરણો એકત્રીકરણ લેન્સ તરફ નિર્દેશિત કરવામાં આવે છે, તો પછી લેન્સના ફોકલ પ્લેનમાં તમે પ્રકાશ અને પેનમ્બ્રાની સીમા જોઈ શકો છો, અને આ સીમાની સ્થિતિ મર્યાદિત કોણના મૂલ્ય પર આધારિત છે, અને તેથી રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ. મીડિયામાંથી એકના રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સમાં ફેરફાર એ ઇન્ટરફેસની સ્થિતિમાં ફેરફારનો સમાવેશ કરે છે. પ્રત્યાવર્તન સૂચકાંક નક્કી કરતી વખતે પ્રકાશ અને પડછાયા વચ્ચેનો ઇન્ટરફેસ સૂચક તરીકે સેવા આપી શકે છે, જેનો ઉપયોગ પ્રત્યાવર્તન યંત્રમાં થાય છે.

રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ નક્કી કરવાની આ પદ્ધતિને કુલ પ્રતિબિંબ પદ્ધતિ કહેવામાં આવે છે

કુલ પ્રતિબિંબ પદ્ધતિ ઉપરાંત, રીફ્રેક્ટોમીટર્સ ચરાઈ બીમ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરે છે.

આ પદ્ધતિમાં, પ્રકાશનો વિખરાયેલો કિરણ ઓછા ઓપ્ટીકલી ગાઢ માધ્યમથી તમામ સંભવિત ખૂણાઓ (ફિગ. 2) પર સીમાને અથડાવે છે. સપાટી પર સરકતું કિરણ () રીફ્રેક્શનના મર્યાદિત કોણ (ફિગ. 2 માં કિરણ) ને અનુરૂપ છે. જો આપણે સપાટી પર પ્રત્યાવર્તિત કિરણોના માર્ગમાં લેન્સ મૂકીએ, તો લેન્સના ફોકલ પ્લેનમાં આપણે પ્રકાશ અને પડછાયા વચ્ચેની તીવ્ર સીમા પણ જોશું.

મર્યાદિત કોણનું મૂલ્ય નક્કી કરતી શરતો બંને પદ્ધતિઓમાં સમાન હોવાથી, ઇન્ટરફેસની સ્થિતિ સમાન છે. બંને પદ્ધતિઓ સમાન છે, પરંતુ કુલ પ્રતિબિંબ પદ્ધતિ તમને અપારદર્શક પદાર્થોના પ્રત્યાવર્તન સૂચકાંકને માપવાની મંજૂરી આપે છે.

ત્રિકોણાકાર પ્રિઝમમાં કિરણોનો માર્ગ = 589.3 µm.

(સોડિયમ યલો લાઇન તરંગલંબાઇ) ડિફ્લેક્શન કમ્પેન્સટર પસાર કર્યા પછી પરીક્ષણ કરવામાં આવ્યું ન હતું. અન્ય તરંગલંબાઇવાળા કિરણો પ્રિઝમ દ્વારા જુદી જુદી દિશામાં વિચલિત થાય છે. વિશિષ્ટ હેન્ડલનો ઉપયોગ કરીને વળતર આપનાર પ્રિઝમ્સને ખસેડીને, અમે ખાતરી કરીએ છીએ કે પ્રકાશ અને અંધકાર વચ્ચેની સીમા શક્ય તેટલી સ્પષ્ટ બને છે.

પ્રકાશ કિરણો, વળતર આપનારને પસાર કર્યા પછી, ટેલિસ્કોપના લેન્સ 6 માં પ્રવેશ કરે છે. લાઇટ-શેડો ઇન્ટરફેસની છબી ટેલિસ્કોપના આઇપીસ 7 દ્વારા જોવામાં આવે છે. તે જ સમયે, સ્કેલ 8 ને આઈપીસ દ્વારા જોવામાં આવે છે કારણ કે રીફ્રેક્શનનો સીમિત કોણ અને કુલ પ્રતિબિંબનો સીમિત કોણ પ્રવાહીના રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ પર આધાર રાખે છે, આ રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સના મૂલ્યો તરત જ રીફ્રેક્ટોમીટર સ્કેલ પર ચિહ્નિત થાય છે. .