Способ определения показателя преломления

 

Изобретение относится к методам определения характеристик вещества, а именно к измерению показателя преломления твердых и жидких веществ. Цель изобретения - расширение диапазона исследуемых веществ . Способ основан на измерении углового положения радуги первого порядка, сформированной любым телом вращения при его освещении плоской электромагнитной волной. Из-за монотонности и однозначности зависимости углового положения радуги от показателя преломления шкалу экрана, на котором регистрируется радуга, можно проградуировать непосредственно в значениях показателя преломления. Измерение дисперсии проводят по разнице угловых положений радуг, полученных на разных длинах волн. 3 з.п.ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s 6 01 и 21/41

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

О ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4780528/25 (22) 10.01.90 (46) 07.04.92. Бюл.hh13 (71) Московский институт приборостроения (72) В.В.Стерлядкин (53) 535.24 (088.8) (56) Иоффе Б.В. Рефрактометрические методы химии. — Л.: Химия, 1983, с.108 — 109.

Там же, с.117 — 118. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к методам определения характеристик вещества, а именно к измерению показателя преломления тверИзобретение относится к методам определения оптических характеристик вещества, а именно к измерению показателя преломления и дисперсии твердых и жидких веществ.

Известен способ измерения показателя преломления и дисперсии, при котором из исследуемого вещества формируют призму, затем по углу наименьшего отклонения падающего на призму луча определяют показатель преломления, а дисперсию определяют по отклонению лучей различного цвета. Однако данный метод требует большого количества вещества и шлифовки поверхностей.

Наиболее близким к изобретению является метод Джелли, в котором каплю исследуемой жидкости помещают между стеклянной подложкой и покровным стеклом, один край которого скошен под углом

45, а показатель преломления определяют

„„ Ы„„1725102 А1 дых и жидких веществ. Цель иэобретения— расширение диапазона исследуемых веществ. Способ основан на измерении углового положения радуги первого порядка, сформированной любым телом вращения при его освещении плоской электромагнитной волной. Из-за монотонности и однозначности зависимости углового положения радуги от показателя преломления шкалу экрана, на котором регистрируется радуга, можно праградуировать непосредственно в значениях показателя преломления. Измерение дисперсии проводят по разнице угловых положений радуг, полученных на разных длинах волн. 3 з.п.ф-лы, 1 ил, по углу отклонения луча, прошедшего через систему, Недостатком метода является невоз- ъ можность измерения показателя преломления твердых веществ, трудности измерения агрессивных и легколетучих жидкостей.

Цель изобретения — расширение диапазона исследуемых веществ. !

Поставленная цель достигается тем, что в способе определения показателя преломпения. заключающемся в формировании из ) » исследуемого вещества образца, освеще- нии образца электромагнитным излучением и регистрации рассеянного образцом излучения, образец формируют в виде тела, имеющего в одном из сечений окружность, любой иэ радиусов которой является нормалью к поверхности тела, регистрируют положение радуги ОР д в плоскости данного сечения и по соотношению

1725102

0»„= л + 2 arcs in

3 — 4 arcsin ч 4 — аа

Зп определяет показатель преломления и вещества.

Кроме того, образец можно формировать в виде капли, Для измерения твердых веществ каплю формируют из расплава твердого вещества, а затем охлаждают.

Образец также можно формировать путем заполнения жидкостью оболочки из прозрачного материала.

Радуги — это резкие максимумы интенсивности света, рассеянного каплями. Радуги возникают и при рассеянии света любым прозрачным цилиндрическим телом или таким телом, которое в некотором плоском сечении имеет окружность, любой из радиусов которой перпендикулярен поверхности тела. Примером такого тела может служить сплюснутая или вытянутая капля, ось вращения которой ориентирована вертикально, а сечение проведено в горизонтальной плоскости так, чтобы радиус окружности в сечении был максимальным.

При падении плоской электромагнитной волны на поверхность цилиндра формируются несколько радуг, однако наиболее интенсивна радуга первого порядка, формируемая третьим производным лучом, Угловое положение радуги первого порядка ðàà связано с показателем преломления вещества п соотношением (1), дающим монотонную и однозначную связь показателя преломления вещества и и Ор,д . Измеряя угловое положение радуги Орзд для заданного цвета (частоты излучения v )), по формуле (1), можно найти показатель преломления на данной частоте.

Проводя такие измерения в двух частотах v1 и v2, можно определить дисперсию вещества Лп = A1- А2, где п1 и A2 — показатели преломления на частотах т1 и э2 соответственно.

Дисперсия вещества hn = п1- nz связана со средним показателем преломления п + пг

Acp = 2 и угловой шириной радуги

Л Ор,д соотношением ди= а&ра по которому также можно определять дисперсию вещества, Если исследуемое вещество окружено тонкой оболочкой из другого вещества, при5 чем толщина оболочки d «г, где г — радиус окружности, получаемой в сечении, то влиянием оболочки можно пренебречь.

Этот способ особенно важен при измерении токсичных или быстролетучих веществ.

На чертеже показан пример реализации предлагаемого способа.

Источник 1 излучения и коллиматор 2 формируют плоскую электромагнитную вол15 ну, падающую на каплю 3, свободно лежащую на горизонтальной подставке 4.

Рассеянное излучение, падая на экран 5, формирует на нем цветной спектр, обусловленный радугой первого порядка. Шкала эк20 рана может быть проградуирована непосредственно в значениях h. Линия 6 отсчетов на экране, центр капли и распространения падающего излучения находятся в одной горизонтальной плоскости.

Формула изобретения

1. Способ определения показателя преломления, заключающийся в формировании из исследуемого вещества образца, освеще30 нии образца электромагнитным излучением и регистрации рассеянного образцом излучения, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона исследуемых веществ, образец формируют в виде тела, име35 ющего в одном из сечений окружность, любой из радиусов которой является нормалью к поверхности тела, регистрируют угловое положение радуги в плоскости данного сечения Ор д и по соотношению

40 ар,а = а + 2 ака а у а= а

3 — 4 arcsin — n

45 Зп определяют показатель преломления и вещества, 50 2. Способ поп 1, отл и ч а ю щ ий с я тем, что образец формируют в виде капли.

3. Способ по пп.1 и 2, о т л и ч а ю щ и йс я тем, то каплю формируют из расплава твердого вещества, а затем ее охлаждают.

55 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что образец формируют путем заполнения жидкостью оболочки из прозрачного материала.

1725102

30

40

50

Составитель IQ, Гринева

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор А, Осауленко

Редактор И. Горная

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1171 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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