3.Понятие о предельном угле падения и предельном угле преломления

Угол падения, при котором преломленный луч стремится принять значение 90, называется критическим углом падения. Когда угол падения становится больше, чем критический, преломленный луч исчезает. Таким образом, свет не проходит во вторую среду – все лучи отражаются. Такое явление называется полным внутренним отражением.

Полное внутреннее отражение имеет место только тогда, когда свет проходит из среды более плотной в среду менее плотную рис.3

(a) (b)

(c) (d)

Рис.3. Полное внутреннее отражение.

Явление полного внутреннего отражения находит применение в области волоконной оптики. Оптическое волокно (световод) состоит из гибких стеклянных прутьев с высоким показателем отражения. Свет вводят в световод под углом полного внутреннего отражения, затем он отражается от стенок световода и распространяется вдоль световода почти без поглощения. Благодаря гибкости, световод может быть изогнут любым образом. Но пока угол отражения остается больше, чем критический угол, свет распространяется по всей длине световода.

4.Удельная рефракция вещества

В самом общем виде зависимость некоторой функции – показателя преломления от плотности вещества может быть выражена следующим образом: f(n)=r, где r – коэффициент пропорциональности, называемый удельной рефракцией.

На основании теории о поляризации атомов и молекул веществ (диэлектрика) в электрическом поле можно показать, что f(n) имеет вид

, тогда

м³/кг

Данное уравнение является формульным выражением закона Лоренц-Лоренца.

Можно также доказать, что для данного вещества с молекулярной массой Мзначение удельной рефракцииrпрямо пропорционально поляризуемости:

,

гдеN_A– число Авогадро. С качественной точки зрения поляризуемость – мера того, насколько легко может быть возмущено исходное распределение плотности атома или молекулы внешним электрическим полем. Измеряется в м³.

5.Молекулярная рефракция вещества

Произведение удельной рефракции на молекулярную массу дает значение молекулярной рефракции R, м³/кмоль:

, или .

Из последнего выражения можно сделать важный вывод: молекулярная рефракция Rзависит только от поляризуемости, которая определяется природой вещества, не зависит от температуры, давления, внешних факторов и агрегатного состояния вещества.

Молекулярная рефракция – аддитивная величина атомных рефракций, например:

.

Удельную рефракцию используют при работе с растворами. Для раствора А в растворителе В удельная рефракция равна , гдеr_A+B,r_Aиr_B– удельные рефракции раствора, растворенного вещества А и растворителя В;х – весовая доля вещества А в растворе (определяется концентрациейсраствора, т.е. такого раствора, в котором концентрациясвесовых частей вещества приходится на сто весовых частей раствора). Подставив вместо удельных рефракций, значения показателей преломления получим

где n_A, n_Bи n_A+B– показатели преломления вещества А , В и раствора;_А,_Ви_А+В– соответственно их плотности.