Полное внутреннее отражение

Полное внутреннее отражение

1. Рефрактометр.
Уравнение (2), связывающее угол полного внутреннего отражения с показателями преломления двух соприкасающихся сред, позволяет сделать вывод, что если показатель преломления более плотной среды является постоянной величиной, то показатели преломления всех менее плотных сред можно легко рассчитать, определив соответствующие углы. В рефрактометрах в качестве постоянной среды обычно применяется стекло с высоким показателем преломления, а для специальных целей — какой-либо изотропный минерал, например сфалерит или даже алмаз, имеющие еще бблее высокий показатель преломления. Существует, однако, одно затруднение, связанное с тем, что инструмент такого рода не может применяться в случае минералов, показатели преломления. которых ниже, чем у жидкости, создающей оптический контакт между исследуемым минералом и постоянным веществом. Кроме того, еще не создана жидкость, которая имела бы такой высокий иоказатель преломления, чтобы ее можно было недель-.
зовать в широком диапазоне и чтобы она была свободна от серьезных недостатков, препятствующих ее применению.
Поскольку все рефрактометры основаны на одном и том же принципе, с исторической точки зрения интересно рассмотреть прибор, разработанный автором в 1906 г.; этот прибор впервые
позволил проводить точные измерения показателей преломления граненых драгоценных камней (рис. 46). Чтобы облегчить наблюдения, между двумя линзами окуляра вставляется полностью отражающая призма. Окуляр можно отрегулировать, приспособив
к зрению наблюдателя; для сильно дальнозорких придается специальная приставка, позволяющая выдвигать окуляр на требуемое расстояние. Рефрактометр надо держать так, чтобы свет из окна или от другого источника попадал внутрь прибора через расположенную внизу линзу (рис. 47). Хорошее, ровное освещение поля можно обеспечить очень просто, направляя в прибор свет, отраженный от листа белой бумаги» лежащего на столе. Смотря в окуляр, мы видим шкалу (рис. 48), причем окуляр можно при необходимости фокусировать, чтобы деления шкалы была видны отчетливо.
Смажемслегка Плоскую поверхность плотного стекла, которое чуть-чуть выдается над уровнем охватывающей его латунной пла-стинки, вазелином или другим жировым веществом. Теперь поле зрения освещено не равномерно, а делится на две части (рис. 49):
вверху располагается относительно темная область, освещенная частично отраженным светом и имеющая закругленный край зеленого цвета, а внизу — ярко освещенная область, куда попадает свет, претерпевший полное внутреннее отражение. Если мы
наклоним прибор так, чтобы свет входил в него сверху через вазелин, то светлая и темная области в поле зрения поменяются местами (рис. 50): темная область будет внизу, и край ее будет красного цвета. Можно так направить свет, что обе области будут освещены одинаково и их граница станет почти невидимой. Поэтому длялучшего эффекта надо свободной рукой закрыть пластинку.
и стекло от света, падающего сверху. Край тени в данном приборе искривлен, и это действительно дуга некоторого круга. Кривизна обусловлена оптической схемой прибора; в некоторых рефрактометрах край тени — прямолинейный. Тень окрашена, потому.
что относительная дисперсия в вазелине
~
(n
и п
—показатели преломления для крайних фиолетового и красного лучей соответственно) отличается от дисперсии в плотном стекле. Дисперсия стекла очень высока: она превышает дисперсию любого камня, для которого может применяться этот прибор! Некоторые масла имеют, однако, почти такую же дисперсию, и соответствующая им тень поэтому почти не окрашена.
Внимательный глаз заметит, что окрашенная тень — это в действительности спектр, фиолетовый конец которого находится в темной части поля, а красный конец выдается в светлую область. Желтый цвет натрового пламени, который, рак уже указывалось, принят в качестве стандарта для измерения показателей преломления, располагается между зеленым и краснь^м, и та чаСть спектра, которая становится заметной, оказывается у основания зеленого цвета, а значит, практически у основания тени, так как желтый и красный цвета почти полностью теряются в ярком освещении нижней части поля. Если в качестве источника света используется натровое пламя, край тени становится резко очерченной линией. Шкала построена и градуирована так, что там, где эта линия пересекает

Продолжение здесь