Способ определения показателя преломления

 

Изобретение относится к технической физике и предназначено для прецизионного автоматического измерения показателя преломления. С целью повьшения точности измерения освещают границу раздела исследуемой среды и эталонной призмы,выполненной из одноосного кристалла с оптической осью, параллельной плоской грани призмы и установленной так, что оптическая ось кристалла перпендикулярна плоскости падения, вращают эталонную призму относительно нормали , проходящей через место падения света, до момента регистрации минимальной интенсивности отраженного пучка, а показатель преломления исследуемой среды определяют по углу поворота, причем падающий и отраженньй пучки света поляризуют перпендикулярно плоскости падения . 4 ил. (Л С со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 G 01 N 21/43

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ.1 ч., М

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3814349/24-25 (22) 22,11.84 (46) 23.04.86. Бюл. И- 15 (72) В.Н.Морозов, Б.И.Молочников и Я.Г.Сиройць (53) 535.24(088.8) (56) Иоффе В.Б. Рефрактометрические методы химии. — Л : Химия, 1983, с. 120-180.

Там же, с. 125. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ

ПРЕЛОМЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к технической физике и предназначено для прецизионного автоматического измерения показателя преломления. С целью повышения точности измерения

„„SU„„1226196 А освещают границу раздела исследуемдй среды и эталонной призмы, выполненной из одноосного кристалла с оптической осью, параллельной плоской грани призмы и установленной так, что оптическая ось кристалла перпендикулярна плоскости падения, вращают эталонную призму относительно нормали, проходящей через место падения света, до момента регистрации минимальной интенсивности отраженного пучка, а показатель преломления исследуемой среды определяют по углу поворота, причем падающий и отраженный пучки света поляризуют перпендикулярно плоскости падения. 4 ил.

12261

Изобретение относится к технической физике, предназначено для прецизионного автоматического измерения показателя преломления и может быть использовано в физико-химическом анализе жидких сред.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

Сущность способа заключается в том, что измеряемая среда приводит 10 ся в оптический контакт с плоской эталонной призмой и освещается скользящим вдоль грани пучком лучей, вращением эталонной призмы, выполненной из одноосного кристалла с 1з оптической осью, параллельной плоской грани, устанавливается минимальный коэффициент отражения и по углу поворота призмы определяется показатель преломления измеряемой сре- 20 ды. Для еще большего повышения точности падакяций и отраженный свет поляризуют перпендикулярно плоскости падения.

На фиг.1 представлена зависимость 25 коэффициента отражения от величины относительного показателя преломления, на фиг.2 - схема устройства, реализующего способ, на фиг.3 и 4 — зависимости коэффициента отражения от угла поворота кристаллической призмы в различных масштабах.

Коэффициент отражения R от границы двух сред зависит от относительного показателя преломления n . Для уг 35 лов падения (фиг.1), близких к скользящему 9 - 85-90, где 6 - угол падения, при п, =1 наблюдается резкий минимум R(n).

При использовании кристаллической эталонной призмы относительный показатель преломления системы внешняя среда — кристаллическая призма для необыкновенного луча зависит от ори-. ентации оптической оси призмы относительно плоскости падения .и последовательно изменяется от и,„ =и. /и, для оптической оси, параллельной плоскости падения, до и.,„ =и, /п для gp оптической оси, перпендикулярной этой плоскости (и. и п, — главные показатели преломления кристаллической призмы, п„ вЂ” показатель преломления внешней среды, в качестве. которой при измерениях выступает исследуемая жидкость). Если и, <п,

Условие минимума коэффициента отражения можно получить, дифференцируя известные формулы для коэффициентов отражения от одноосного кристалла.

Тогда — (Р +й )=О д ц в случае естественного света или д

К -00

1 в случае поляризованного перпендикулярно плоскости падения, где ф — угол поворота кристаллической призмы относительно положения, когда оптическая ось перпендикулярна плоскости падения.

На практике удобнее проградуировать шкалу угломерного устройства непосредственно в значениях показателя преломления, а не проводить вычисления по формулам (1).

Пример . Измеряется показатель преломления жидкости и, =1,52 с использованием кристаллической призмы из исландского шпата, п, =1,653; п,=1,486. Для измерения использовано устройство (фиг.2), состоящее из осветительной системы 1, измерительной кристаллической призмы 2, угломерного устройства 3 и фотоприемника

4. Исследуемая жидкость 5 в виде кап. ли помещена на поверхностную грань измерительной призмы, угол падения света равен 89 . Для увеличения точности измерения во входной и выходной каналы помещены поляризаторы 6 и 7, выделяющие l -компонент. Поляризатор 7 необходим для фильтрации

0 -поляризованного излучения, возникающего при отражении от кристалла.

Предлагаемый способ имеет симметричный характер минимума кривой R(a), что позволяет при погрешностях определения R 0,57. фиксировать положение минимума R(B) с точностью до 3

Это соответствует погрешности 5 10 значений показателя преломления.

Применение поляризаторов позволяет выделить наиболее чувствительную к изменению угла 8 перпендикулярнополяризованную составляющую светового потока и повысить точность определения п до 1 ° 10 .

Для поглощающих сред в широком интервале значений показателя поглощения X =0-10 сохраняются положе-3

26196

R, l, 100

horns

90 бО -ЗП O 30 ба УО

4Ье.2 з 12 ние и симметричная форма минимума на кривой R(8), а следовательно, сохраняется и точность определения показателя преломления.

Формула из обре те ния

Способ определения показателя преломления включающий приведение в оптический контакт исследуемой среды с плоской гранью эталонной призмы, освещение границы раздела исследуемой среды и эталонной призмы скользящим вдоль нее пучком света, регистрацию отраженного от плоской грани эталонной призмы излучения и определение показателя преломления, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, освещают границу раздела исследуемой среды и эталонной призмы, выполненной из одноосного кристалла с оптической осью, параллельной плоской грани призмы и установленной так, что оптическая ось кристалла перпендикуЬ лярна плоскости падения, затем вращают эталонную призму относительно

1р нормали, проходящей через место падения света, до момента регистрации минимальной интенсивности отраженного пучка, а показатель преломления исследуемой среды определяют по углу поворота, причем падающий и отраженный пучки света поляризуют пенпердикулярно плоскости паде— ния .

1226196

ЩУФ ЯУХ Pcd

4ЬИ

Составитель С.Голубев

Редактор Л.Гратилло Техред И.Воикало Корректор Т.Колб

Заказ 2117/35 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4