Lição 25/III-1 Propagação da luz em vários meios. Refração da luz na interface entre dois meios.

Aprender novos materiais.

Até agora, consideramos a propagação da luz em um meio, como sempre - no ar. A luz pode se propagar em vários meios: passar de um meio para outro; nos pontos de incidência, os raios não são apenas refletidos da superfície, mas também passam parcialmente por ela. Tais transições causam muitos fenômenos bonitos e interessantes.

A mudança na direção de propagação da luz que passa pelo limite de dois meios é chamada de refração da luz.

Parte do feixe de luz incidente na interface entre dois meios transparentes é refletida e parte vai para outro meio. Nesse caso, a direção do feixe de luz, que passou para outro meio, muda. Portanto, o fenômeno é chamado de refração e o feixe é chamado de refratado.

1 - feixe incidente

2 - feixe refletido

3 - feixe refratado α β

OO 1 - o limite entre dois meios

MN - perpendicular O O 1

O ângulo formado pelo feixe e a perpendicular à interface entre dois meios, rebaixada até o ponto de incidência do feixe, é chamado de ângulo de refração γ (gama).

A luz no vácuo viaja a uma velocidade de 300.000 km/s. Em qualquer meio, a velocidade da luz é sempre menor do que no vácuo. Portanto, quando a luz passa de um meio para outro, sua velocidade diminui e esta é a razão da refração da luz. Quanto menor a velocidade de propagação da luz em um determinado meio, maior a densidade óptica desse meio. Por exemplo, o ar tem uma densidade óptica maior do que o vácuo, porque a velocidade da luz no ar é um pouco menor do que no vácuo. A densidade óptica da água é maior que a densidade óptica do ar, pois a velocidade da luz no ar é maior do que na água.

Quanto mais as densidades ópticas de dois meios diferem, mais luz é refratada em sua interface. Quanto mais a velocidade da luz muda na interface entre dois meios, mais ela é refratada.

Para cada substância transparente, existe uma característica física tão importante quanto o índice de refração da luz n. Mostra quantas vezes a velocidade da luz em uma determinada substância é menor do que no vácuo.

Índice de refração

Substância		Substância		Substância
		sal-gema		Terebintina
		óleo de cedro		Etanol
glicerol		Acrílico		Vidro (luz)
		dissulfeto de carbono

A razão entre o ângulo de incidência e o ângulo de refração depende da densidade óptica de cada meio. Se um feixe de luz passar de um meio com densidade óptica menor para um meio com densidade óptica maior, o ângulo de refração será menor que o ângulo de incidência. Se um feixe de luz passar de um meio com densidade óptica maior, o ângulo de refração será menor que o ângulo de incidência. Se um feixe de luz passa de um meio com maior densidade óptica para um meio com menor densidade óptica, então o ângulo de refração é maior que o ângulo de incidência.

Isto é, se n 1 γ; se n 1 > n 2 , então α<γ.

Lei da refração da luz :

O feixe incidente, o feixe refratado e a perpendicular à interface entre dois meios no ponto de incidência do feixe estão no mesmo plano.

As razões do ângulo de incidência e do ângulo de refração são determinadas pela fórmula.

onde é o seno do ângulo de incidência, é o seno do ângulo de refração.

O valor dos senos e tangentes para ângulos 0 - 900

graus			graus			graus

A lei da refração da luz foi formulada pela primeira vez pelo astrônomo e matemático holandês W. Snelius por volta de 1626, professor da Universidade de Leiden (1613).

Para o século 16, a óptica era uma ciência ultramoderna: de uma bola de vidro cheia de água, que servia como lente, surgiu uma lupa. E a partir dela inventaram uma luneta e um microscópio. Naquela época, a Holanda precisava de telescópios para ver a costa e escapar dos inimigos em tempo hábil. Foi a ótica que garantiu o sucesso e a confiabilidade da navegação. Portanto, na Holanda, muitos cientistas se interessaram pela óptica. O holandês Skel Van Royen (Snelius) observou como um fino feixe de luz se refletia em um espelho. Ele mediu o ângulo de incidência e o ângulo de reflexão e descobriu que o ângulo de reflexão é igual ao ângulo de incidência. Ele também possui as leis de reflexão da luz. Ele deduziu a lei da refração da luz.

Considere a lei da refração da luz.

Nele - o índice de refração relativo do segundo meio em relação ao primeiro, no caso em que o segundo possui alta densidade óptica. Se a luz é refratada e passa por um meio com densidade óptica menor, então α< γ, тогда

Se o primeiro meio for vácuo, então n 1 =1 então .

Este índice é chamado de índice de refração absoluto do segundo meio:

onde é a velocidade da luz no vácuo, a velocidade da luz em um determinado meio.

Uma consequência da refração da luz na atmosfera da Terra é o fato de vermos o Sol e as estrelas um pouco acima de sua posição real. A refração da luz pode explicar a ocorrência de miragens, arco-íris ... o fenômeno da refração da luz é a base do princípio de funcionamento dos dispositivos ópticos numéricos: um microscópio, um telescópio, uma câmera.

Passemos a uma consideração mais detalhada do índice de refração introduzido por nós no § 81 ao formular a lei da refração.

O índice de refração depende das propriedades ópticas e do meio de onde o feixe cai e do meio no qual ele penetra. O índice de refração obtido quando a luz do vácuo incide sobre um meio é denominado índice de refração absoluto desse meio.

Arroz. 184. Índice de refração relativo de dois meios:

Seja o índice de refração absoluto do primeiro meio e o segundo meio - . Considerando a refração no limite do primeiro e do segundo meio, garantimos que o índice de refração durante a transição do primeiro meio para o segundo, o chamado índice de refração relativo, seja igual à razão dos índices de refração absolutos de a segunda e a primeira mídia:

(Fig. 184). Pelo contrário, ao passar do segundo meio para o primeiro, temos um índice de refração relativo

A conexão estabelecida entre o índice de refração relativo de dois meios e seus índices de refração absolutos também pode ser derivada teoricamente, sem novos experimentos, assim como pode ser feito para a lei da reversibilidade (§82),

Um meio com um índice de refração mais alto é considerado opticamente mais denso. O índice de refração de vários meios em relação ao ar geralmente é medido. O índice de refração absoluto do ar é . Assim, o índice de refração absoluto de qualquer meio está relacionado ao seu índice de refração relativo ao ar pela fórmula

Tabela 6. Índice de refração de várias substâncias em relação ao ar

Líquidos		sólidos
Substância		Substância
Etanol
dissulfeto de carbono
glicerol		Vidro (coroa de luz)
hidrogênio líquido		Vidro (pederneira pesada)
hélio líquido

O índice de refração depende do comprimento de onda da luz, ou seja, de sua cor. Diferentes cores correspondem a diferentes índices de refração. Esse fenômeno, chamado dispersão, desempenha um papel importante na óptica. Lidaremos repetidamente com esse fenômeno em capítulos posteriores. Os dados fornecidos na tabela. 6, consulte a luz amarela.

É interessante notar que a lei da reflexão pode ser formalmente escrita da mesma forma que a lei da refração. Lembre-se de que concordamos em sempre medir os ângulos da perpendicular ao raio correspondente. Portanto, devemos considerar que o ângulo de incidência e o ângulo de reflexão têm sinais opostos, ou seja, a lei da reflexão pode ser escrita como

Comparando (83.4) com a lei da refração, vemos que a lei da reflexão pode ser considerada como um caso especial da lei da refração em . Essa semelhança formal entre as leis de reflexão e refração é de grande utilidade na solução de problemas práticos.

Na apresentação anterior, o índice de refração tinha o significado de uma constante do meio, independente da intensidade da luz que passa por ele. Tal interpretação do índice de refração é bastante natural, porém, no caso de altas intensidades de radiação alcançáveis ​​com lasers modernos, não se justifica. As propriedades do meio por onde passa forte radiação de luz, neste caso, dependem de sua intensidade. Como dizem, o meio torna-se não linear. A não linearidade do meio se manifesta, em particular, no fato de que uma onda de luz de alta intensidade altera o índice de refração. A dependência do índice de refração da intensidade da radiação tem a forma

Aqui, é o índice de refração usual, a é o índice de refração não linear e é o fator de proporcionalidade. O termo adicional nesta fórmula pode ser positivo ou negativo.

As mudanças relativas no índice de refração são relativamente pequenas. No índice de refração não linear. No entanto, mesmo essas pequenas mudanças no índice de refração são perceptíveis: elas se manifestam em um fenômeno peculiar de autofocalização da luz.

Considere um meio com um índice de refração não linear positivo. Nesse caso, as áreas de maior intensidade de luz são áreas simultâneas de maior índice de refração. Normalmente, na radiação laser real, a distribuição da intensidade ao longo da seção transversal do feixe não é uniforme: a intensidade é máxima ao longo do eixo e diminui suavemente em direção às bordas do feixe, conforme mostrado na Fig. 185 curvas sólidas. Uma distribuição semelhante também descreve a mudança no índice de refração ao longo da seção transversal de uma célula com um meio não linear, ao longo do eixo do qual o feixe de laser se propaga. O índice de refração, que é maior ao longo do eixo da célula, diminui gradualmente em direção às suas paredes (curvas tracejadas na Fig. 185).

Um feixe de raios saindo do laser paralelo ao eixo, caindo em um meio com índice de refração variável, é desviado na direção em que é maior. Portanto, um aumento de intensidade nas proximidades da célula OSP leva a uma concentração de raios de luz nessa região, que é mostrada esquematicamente em cortes transversais e na Fig. 185, e isso leva a um aumento adicional em . Em última análise, a seção transversal efetiva de um feixe de luz que passa por um meio não linear diminui significativamente. A luz passa como se por um canal estreito com um índice de refração aumentado. Assim, o feixe de laser se estreita e o meio não linear atua como uma lente convergente sob a ação de radiação intensa. Esse fenômeno é chamado de autofoco. Pode ser observado, por exemplo, no nitrobenzeno líquido.

Arroz. 185. Distribuição da intensidade de radiação e índice de refração sobre a seção transversal do feixe de raios laser na entrada da cubeta (a), próximo à extremidade de entrada (), no meio (), próximo à extremidade de saída da cubeta ( )

Este artigo revela a essência de um conceito de óptica como o índice de refração. São dadas fórmulas para obter este valor, é dada uma breve visão geral da aplicação do fenômeno de refração de uma onda eletromagnética.

Capacidade de ver e índice de refração

No alvorecer da civilização, as pessoas se perguntavam: como o olho vê? Foi sugerido que uma pessoa emite raios que sentem os objetos ao seu redor ou, inversamente, todas as coisas emitem tais raios. A resposta a esta pergunta foi dada no século XVII. Está contido na ótica e está relacionado ao que é o índice de refração. Refletindo em várias superfícies opacas e refratando na borda com superfícies transparentes, a luz dá à pessoa a oportunidade de ver.

Luz e índice de refração

Nosso planeta está envolto na luz do Sol. E é precisamente com a natureza ondulatória dos fótons que um conceito como o índice de refração absoluto está associado. Ao se propagar no vácuo, um fóton não encontra obstáculos. No planeta, a luz encontra diversos meios mais densos: a atmosfera (uma mistura de gases), a água, os cristais. Sendo uma onda eletromagnética, os fótons de luz têm uma velocidade de fase no vácuo (denotada c), e no meio ambiente - outro (denotado v). A relação entre o primeiro e o segundo é o que é chamado de índice de refração absoluto. A fórmula fica assim: n = c / v.

Velocidade de fase

Vale a pena dar uma definição da velocidade de fase do meio eletromagnético. Caso contrário, entenda o que é o índice de refração n, é proibido. Um fóton de luz é uma onda. Assim, pode ser representado como um pacote de energia que oscila (imagine um segmento de uma senóide). Fase - este é o segmento da senóide que a onda passa em um determinado momento (lembre-se de que isso é importante para entender uma quantidade como o índice de refração).

Por exemplo, uma fase pode ser o máximo de uma senóide ou algum segmento de sua inclinação. A velocidade de fase de uma onda é a velocidade na qual essa fase particular se move. Como explica a definição do índice de refração, para um vácuo e para um meio, esses valores diferem. Além disso, cada ambiente tem seu próprio valor dessa quantidade. Qualquer composto transparente, qualquer que seja sua composição, possui um índice de refração diferente de todas as outras substâncias.

Índice de refração absoluto e relativo

Já foi mostrado acima que o valor absoluto é medido em relação ao vácuo. No entanto, isso é difícil em nosso planeta: a luz atinge com mais frequência a fronteira do ar e da água ou do quartzo e do espinélio. Para cada um desses meios, conforme mencionado acima, o índice de refração é diferente. No ar, um fóton de luz viaja em uma direção e tem uma velocidade de fase (v 1), mas quando entra na água, muda a direção de propagação e a velocidade de fase (v 2). No entanto, ambas as direções estão no mesmo plano. Isso é muito importante para entender como a imagem do mundo ao redor é formada na retina do olho ou na matriz da câmera. A razão dos dois valores absolutos dá o índice de refração relativo. A fórmula fica assim: n 12 \u003d v 1 / v 2.

Mas e se a luz, ao contrário, sair da água e entrar no ar? Então este valor será determinado pela fórmula n 21 = v 2 / v 1. Ao multiplicar os índices de refração relativos, obtemos n 21 * n 12 \u003d (v 2 * v 1) / (v 1 * v 2) \u003d 1. Essa proporção é verdadeira para qualquer par de meios. O índice de refração relativo pode ser encontrado a partir dos senos dos ângulos de incidência e refração n 12 = sin Ɵ 1 / sin Ɵ 2. Não se esqueça que os ângulos são contados da normal à superfície. Uma normal é uma linha que é perpendicular à superfície. Isto é, se o problema for dado um ângulo α caindo em relação à própria superfície, então o seno de (90 - α) deve ser considerado.

A beleza do índice de refração e suas aplicações

Em um dia calmo e ensolarado, o brilho aparece no fundo do lago. O gelo azul escuro cobre a rocha. Na mão de uma mulher, um diamante espalha milhares de faíscas. Esses fenômenos são consequência do fato de que todos os limites de meios transparentes possuem um índice de refração relativo. Além do prazer estético, esse fenômeno também pode ser utilizado para aplicações práticas.

aqui estão alguns exemplos:

• Uma lente de vidro coleta um feixe de luz solar e incendeia a grama.
• O feixe de laser se concentra no órgão doente e corta o tecido desnecessário.
• A luz do sol se reflete em um antigo vitral, criando uma atmosfera especial.
• Microscópio amplia detalhes muito pequenos
• As lentes do espectrofotômetro coletam a luz do laser refletida da superfície da substância em estudo. Assim, é possível entender a estrutura e, a seguir, as propriedades de novos materiais.
• Existe até um projeto de computador fotônico, onde as informações serão transmitidas não por elétrons, como agora, mas por fótons. Para tal dispositivo, elementos refrativos serão definitivamente necessários.

Comprimento de onda

No entanto, o Sol nos fornece fótons não apenas no espectro visível. As faixas de infravermelho, ultravioleta e raios X não são percebidas pela visão humana, mas afetam nossas vidas. Os raios infravermelhos nos mantêm aquecidos, os fótons ultravioleta ionizam a atmosfera superior e permitem que as plantas produzam oxigênio por meio da fotossíntese.

E a que o índice de refração é igual depende não apenas das substâncias entre as quais se encontra o limite, mas também do comprimento de onda da radiação incidente. Geralmente fica claro a partir do contexto a qual valor está sendo referido. Ou seja, se o livro considera os raios X e seus efeitos em uma pessoa, então n lá está definido para este intervalo. Mas geralmente o espectro visível de ondas eletromagnéticas é entendido, a menos que especificado de outra forma.

Índice de refração e reflexão

Como ficou claro acima, estamos falando de ambientes transparentes. Como exemplos, citamos ar, água, diamante. Mas e quanto à madeira, granito, plástico? Existe um índice de refração para eles? A resposta é complexa, mas em geral sim.

Em primeiro lugar, devemos considerar com que tipo de luz estamos lidando. Aqueles meios que são opacos aos fótons visíveis são cortados por raios X ou radiação gama. Ou seja, se fôssemos todos super-homens, todo o mundo ao nosso redor seria transparente para nós, mas em graus variados. Por exemplo, paredes feitas de concreto não seriam mais densas do que gelatina, e acessórios de metal pareceriam pedaços de frutas mais densas.

Para outras partículas elementares, múons, nosso planeta é geralmente totalmente transparente. Ao mesmo tempo, os cientistas trouxeram muitos problemas para provar o próprio fato de sua existência. Os múons nos perfuram em milhões a cada segundo, mas a probabilidade de uma única partícula colidir com a matéria é muito pequena e é muito difícil consertar isso. A propósito, o Baikal logo se tornará um lugar para "pegar" múons. Suas águas profundas e claras são ideais para isso - principalmente no inverno. O principal é que os sensores não congelam. Assim, o índice de refração do concreto, por exemplo, para fótons de raios X faz sentido. Além disso, a irradiação de raios-X de uma substância é um dos métodos mais precisos e importantes para estudar a estrutura dos cristais.

Vale lembrar também que, no sentido matemático, as substâncias que são opacas para um determinado intervalo possuem um índice de refração imaginário. Finalmente, deve-se entender que a temperatura de uma substância também pode afetar sua transparência.

As leis da física desempenham um papel muito importante na realização de cálculos para o planejamento de uma estratégia específica para a produção de qualquer produto ou na elaboração de um projeto para a construção de estruturas para diversos fins. Muitos valores são calculados, então medições e cálculos são feitos antes de iniciar o trabalho de planejamento. Por exemplo, o índice de refração do vidro é igual à razão entre o seno do ângulo de incidência e o seno do ângulo de refração.

Portanto, primeiro há um processo de medição de ângulos, depois o seno deles é calculado e só então você pode obter o valor desejado. Apesar da disponibilidade de dados tabulares, vale a pena realizar cálculos adicionais a cada vez, pois os livros de referência geralmente usam condições ideais que são quase impossíveis de alcançar na vida real. Portanto, na realidade, o indicador necessariamente será diferente do tabular e, em algumas situações, isso é de fundamental importância.

Indicador absoluto

O índice de refração absoluto depende da marca do vidro, pois na prática existe um grande número de opções que diferem na composição e no grau de transparência. Em média, é 1,5 e flutua em torno desse valor em 0,2 em uma direção ou outra. Em casos raros, pode haver desvios deste valor.

Novamente, se um indicador exato é importante, medições adicionais são indispensáveis. Mas mesmo eles não dão um resultado 100% confiável, pois a posição do sol no céu e a nebulosidade no dia das medições afetarão o valor final. Felizmente, em 99,99% dos casos, basta saber que o índice de refração de um material como o vidro é maior que um e menor que dois, e todos os outros décimos e centésimos não desempenham um papel.

Em fóruns que ajudam a resolver problemas de física, muitas vezes surge a pergunta: qual é o índice de refração do vidro e do diamante? Muitas pessoas pensam que, como essas duas substâncias são semelhantes na aparência, suas propriedades devem ser aproximadamente as mesmas. Mas isso é uma ilusão.

A refração máxima para o vidro será em torno de 1,7, enquanto para o diamante esse valor chega a 2,42. Essa gema é um dos poucos materiais da Terra cujo índice de refração supera 2. Isso se deve à sua estrutura cristalina e à grande dispersão dos raios de luz. O facetamento desempenha um papel mínimo nas alterações no valor da tabela.

indicador relativo

O indicador relativo para alguns ambientes pode ser caracterizado da seguinte forma:

• - o índice de refração do vidro em relação à água é de aproximadamente 1,18;
• - o índice de refração do mesmo material em relação ao ar é igual a 1,5;
• - índice de refração relativo ao álcool - 1.1.

A medição do indicador e o cálculo do valor relativo são realizados de acordo com um algoritmo bem conhecido. Para encontrar um parâmetro relativo, você precisa dividir um valor de tabela por outro. Ou faça cálculos experimentais para dois ambientes e depois divida os dados obtidos. Tais operações são frequentemente realizadas em aulas de laboratório de física.

Determinação do índice de refração

É bastante difícil determinar o índice de refração do vidro na prática, porque são necessários instrumentos de alta precisão para medir os dados iniciais. Qualquer erro aumentará, pois o cálculo usa fórmulas complexas que exigem a ausência de erros.

Em geral, esse coeficiente mostra quantas vezes a velocidade de propagação dos raios de luz diminui ao passar por um determinado obstáculo. Portanto, é típico apenas para materiais transparentes. Para o valor de referência, ou seja, para a unidade, é considerado o índice de refração dos gases. Isso foi feito para poder partir de algum valor nos cálculos.

Se um raio de sol incide sobre uma superfície de vidro com um índice de refração igual ao valor da tabela, ele pode ser alterado de várias maneiras:

• 1. Cole um filme por cima, no qual o índice de refração será maior que o do vidro. Este princípio é utilizado na coloração de vidros de carros para melhorar o conforto do passageiro e permitir que o motorista veja a estrada com mais clareza. Além disso, o filme irá reter e radiação ultravioleta.
• 2. Pinte o vidro com tinta. Isso é o que os fabricantes de óculos de sol baratos fazem, mas saiba que isso pode ser prejudicial à sua visão. Em bons modelos, os óculos são imediatamente produzidos coloridos usando uma tecnologia especial.
• 3. Mergulhe o copo em algum líquido. Isso só é útil para experimentos.

Se o feixe de luz passa do vidro, o índice de refração no próximo material é calculado usando o coeficiente relativo, que pode ser obtido comparando os valores tabulares entre si. Esses cálculos são muito importantes no projeto de sistemas ópticos que carregam uma carga prática ou experimental. Erros não são permitidos aqui, porque eles causarão o mau funcionamento de todo o dispositivo e todos os dados recebidos com ele serão inúteis.

Para determinar a velocidade da luz no vidro com índice de refração, é necessário dividir o valor absoluto da velocidade no vácuo pelo índice de refração. O vácuo é usado como meio de referência, porque a refração não atua ali devido à ausência de substâncias que possam interferir no movimento desimpedido dos raios de luz ao longo de uma determinada trajetória.

Em quaisquer indicadores calculados, a velocidade será menor que no meio de referência, pois o índice de refração é sempre maior que um.

A refração ou refração é um fenômeno no qual ocorre uma mudança na direção de um feixe de luz, ou outras ondas, quando cruzam a fronteira que separa dois meios, ambos transparentes (transmitindo essas ondas) e dentro de um meio cujas propriedades estão mudando continuamente .

Encontramos o fenômeno da refração com bastante frequência e o percebemos como um fenômeno comum: podemos ver que um bastão localizado em um vidro transparente com um líquido colorido é “quebrado” no ponto em que o ar e a água se separam (Fig. 1). Quando a luz é refratada e refletida durante a chuva, nos alegramos quando vemos um arco-íris (Fig. 2).

O índice de refração é uma característica importante de uma substância relacionada às suas propriedades físico-químicas. Depende dos valores de temperatura, bem como do comprimento de onda das ondas de luz em que a determinação é realizada. De acordo com os dados de controle de qualidade em uma solução, o índice de refração é afetado pela concentração da substância nela dissolvida, bem como pela natureza do solvente. Em particular, o índice de refração do soro sanguíneo é afetado pela quantidade de proteína contida nele. Isso se deve ao fato de que em diferentes velocidades de propagação dos raios de luz em meios com densidades diferentes, sua direção muda na interface entre dois meios . Se dividirmos a velocidade da luz no vácuo pela velocidade da luz na substância em estudo, obtemos o índice de refração absoluto (índice de refração). Na prática, determina-se o índice de refração relativo (n), que é a razão entre a velocidade da luz no ar e a velocidade da luz na substância em estudo.

O índice de refração é quantificado usando um dispositivo especial - um refratômetro.

A refratometria é um dos métodos mais fáceis de análise física e pode ser usada em laboratórios de controle de qualidade na produção de produtos químicos, alimentos, suplementos alimentares biologicamente ativos, cosméticos e outros tipos de produtos com o mínimo de tempo e número de amostras a serem testadas.

O design do refratômetro é baseado no fato de que os raios de luz são completamente refletidos quando passam pelo limite de dois meios (um deles é um prisma de vidro, o outro é a solução de teste) (Fig. 3).

Arroz. 3. Esquema do refratômetro

Da fonte (1), o feixe de luz incide na superfície do espelho (2), depois, sendo refletido, passa para o prisma de iluminação superior (3) e depois para o prisma de medição inferior (4), que é feito de vidro com alto índice de refração. Entre os prismas (3) e (4) 1–2 gotas da amostra são aplicadas usando um capilar. Para não causar danos mecânicos ao prisma, é necessário não tocar sua superfície com um capilar.

A ocular (9) vê um campo com linhas cruzadas para definir a interface. Ao mover a ocular, o ponto de interseção dos campos deve estar alinhado com a interface (Fig. 4) O plano do prisma (4) faz o papel da interface, em cuja superfície o feixe de luz é refratado. Como os raios estão dispersos, a borda da luz e da sombra fica borrada, iridescente. Este fenômeno é eliminado pelo compensador de dispersão (5). Em seguida, o feixe é passado através da lente (6) e do prisma (7). Na placa (8) encontram-se os traços de mira (duas retas cruzadas transversalmente), bem como uma escala com índices de refração, que se observa na ocular (9). É usado para calcular o índice de refração.

A linha divisória dos limites do campo corresponderá ao ângulo de reflexão interna total, que depende do índice de refração da amostra.

A refratometria é usada para determinar a pureza e a autenticidade de uma substância. Este método também é usado para determinar a concentração de substâncias em soluções durante o controle de qualidade, que é calculado a partir de um gráfico de calibração (um gráfico que mostra a dependência do índice de refração de uma amostra de sua concentração).

Na KorolevPharm, o índice de refração é determinado de acordo com a documentação regulamentar aprovada durante o controle de entrada de matérias-primas, em extratos de nossa própria produção, bem como na produção de produtos acabados. A determinação é feita por funcionários qualificados de um laboratório físico e químico credenciado usando um refratômetro IRF-454 B2M.

Se, com base nos resultados do controle de entrada de matérias-primas, o índice de refração não atender aos requisitos necessários, o departamento de controle de qualidade elabora um Ato de Não Conformidade, com base no qual esse lote de matérias-primas é devolvido ao o fornecedor.

Método de determinação

1. Antes de iniciar as medições, é verificada a limpeza das superfícies dos prismas em contato entre si.

2. Verificação do ponto zero. Aplicamos 2÷3 gotas de água destilada na superfície do prisma de medição, fechando-o cuidadosamente com um prisma iluminador. Abra a janela de iluminação e, usando um espelho, defina a fonte de luz na direção mais intensa. Girando os parafusos da ocular, obtemos uma distinção clara e nítida entre campos escuros e claros em seu campo de visão. Giramos o parafuso e direcionamos a linha de sombra e luz para que coincida com o ponto em que as linhas se cruzam na janela superior da ocular. Na linha vertical da janela inferior da ocular, vemos o resultado desejado - o índice de refração da água destilada a 20 ° C (1,333). Se as leituras forem diferentes, coloque o parafuso no índice de refração em 1,333 e, com o auxílio de uma chave (retire o parafuso de ajuste), trazemos a borda da sombra e da luz até o ponto de interseção das linhas.

3. Determine o índice de refração. Eleve a câmara de iluminação do prisma e retire a água com papel filtro ou guardanapo de gaze. Em seguida, aplique 1-2 gotas da solução de teste na superfície do prisma de medição e feche a câmara. Giramos os parafusos até que as bordas da sombra e da luz coincidam com o ponto de interseção das linhas. Na linha vertical na janela inferior da ocular, vemos o resultado desejado - o índice de refração da amostra de teste. Calculamos o índice de refração na escala na janela inferior da ocular.

4. Usando o gráfico de calibração, estabelecemos a relação entre a concentração da solução e o índice de refração. Para construir um gráfico, é necessário preparar soluções padrão de várias concentrações usando preparações de substâncias quimicamente puras, medir seus índices de refração e plotar os valores obtidos no eixo das ordenadas e plotar as concentrações correspondentes das soluções no eixo das abcissas. É necessário escolher os intervalos de concentração nos quais se observa uma relação linear entre a concentração e o índice de refração. Medimos o índice de refração da amostra de teste e usamos o gráfico para determinar sua concentração.