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Refraktometer　Datenbuch‐Grundprinzipien der Refraktometer

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Grundprinzipien der Refraktometer

Snells Gesetz

Das Snellsche Gesetz ist ein Gesetz, das den Durchgang von Licht durch zwei benachbarte Medien beschreibt. Es ist auch als Brechungsgesetz bekannt.

refractometers

n1×Sinθ１＝n2×Sinθ２

  • n1: Brechungsindex des Lichts beim Eintritt in das Medium
  • θ1: Einfallswinkel
  • n2: Brechungsindex des Lichts beim Austritt aus dem Medium
  • θ2: Einfallswinkel

Sine (sin) ist ein Umwandlungscode zur Angabe der Höhe eines rechtwinkligen Dreiecks unter Verwendung eines Winkels.
Sonderfälle … sin0° = 0, sin30° = 1/2, sin45° = √2/2, sin60° = √3/2, sin90° = 1
Mit steigendem θ steigt auch sinθ.

～Eigenschaften des Lichts～

  • Licht senkrecht zur Grenzfläche des Mediums (0°) breitet sich ohne Brechung geradeaus aus
  • Die Grenzfläche des Lichts wird auf der Seite des Mediums mit höherem Brechungsindex sichtbar
  • Auch wenn der Lichtweg (Pfeil) umgekehrt wird, legt das Licht den gleichen Weg (Winkel) zurück (Umkehrbarkeit des Lichts)

Strahl A

Betrachten Sie Strahl A.

  • ｎ１Sinθ１A＝ｎ２Sinθ２A'
  • ｎ１×０＝ｎ２×Sinθ２A'
  • ０＝ｎ２×Sinθ２A'

θ1A ist 0, also wird es unabhängig vom Wert von n1 0 ergeben. Um n2×sinθ2A' gleich 0 zu machen, muss θ2A' auch 0 sein. Daher tritt Licht, das direkt von oben eintritt, direkt unten aus. Normalvektorlicht tritt als Normalvektor aus.

Strahl B

Betrachten Sie Strahl B.

ｎ１Sinθ１B＝ｎ２Sinθ２B'

Da n2 größer als n1 ist, muss sinθ2B' kleiner als sinθ1B sein, sonst sind die beiden Seiten der Gleichung nicht gleich. Um sinθ kleiner zu machen, muss θ klein sein, und θ2B' wird ein kleinerer Einfallswinkel als θ1B sein. Schräge Lichtstrahlen wie Strahl B werden gebrochen und treten in das nächste Medium ein.

Strahl C

Betrachten Sie Strahl C.

Strahl C ist ein Lichtstrahl bei 90° vom Normalenvektor und befindet sich an der Grenzfläche zwischen den beiden Medien.
Was mit dem Licht an der Grenzfläche passiert, ist oft unbekannt, aber immerhin existiert der 89,9°-Strahl. Licht mit einem Winkel größer als 90° (90,000001°) ist das Licht von Medium 2, also wenn dieses Licht ignoriert wird, ist ein Strahl mit einem Winkel von 90° der größtmögliche Winkel.

  • ｎ１Sinθ１C＝ｎ２Sinθ２C'
  • ｎ１Sin90°＝ｎ２Sinθ２C'
  • ｎ１×１＝ｎ２Sinθ２C'
  • ｎ１＝ｎ２Sinθ２C'

Durch die Verwendung von sin90° = 1 verschwindet die Multiplikation mit 1. Die linke Seite der Formel wird einfach zu n1.
n2 ist der Brechungsindex des Prismas … der bereits bekannt ist.
θ2 ist der Brechungswinkel … wofür n1 gemessen werden muss.

Der Brechungsindex kann durch Messen des Lichtaustrittswinkels bei einem Einfallswinkel von 90° (senkrecht zum Prisma) gemessen werden.
Ein Refraktometer ist ein Gerät, das den Lichtwinkel misst und diesen Winkel in den Brechungsindex umwandelt.

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