SU757941A1 - Дифракционный способ определения показателя преломления 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к области инфракрасной спектроскопии и может быть использовано для определения показателя преломления веществ, в томчисле и в случае большой дисперсии 5 показателя преломления в этой области спектра.

Многие вещества в ИК-области спектра имеют сильные полосы поглощения (в области которых и наблюдается 10

большая дисперсия показателя преломления) . Поэтому для определения показателя преломления в этой области обычно используют вещество з_ раздробленном состоянии,что позволяет увеличить из-'5 меряемые и используемые для вычислений абсолютные значения световых потоков, взаимодействующих с веществом.

Известен способ определения пока- 20 эателя преломления п, основанный на использовании явления френелевой дифракции света на краю прозрачной плоскопараллельной пластинки и подсчете дифракционных полос [1]. 25

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является дифракционный способ определения показателя преломления,заключающийся в облучении образца с последующим изме-зц

рением положения интерференционных экстремумов в спектре пропускания [2].

Недостатком известного способа наряду с чисто техническими трудностями в создании таких тонких сплошных пленок из исследуемого вещества и в экспериментировании с ними является то, что описанный способ слабочувствителен в области большой дисперсии П из-за сильного поглощения.

Целью изобретения является расширение границ применимости способа в область большой дисперсии показателя преломления исследуемого вещества.

Поставленная цель достигается тем, что используют образец в виде монослоя сферических частиц, размер котррых выбирают из условия ά/ЛЪЛ, измеряют абсолютное спектральное положение экстремума определенного порядка и искомую величину определяют из соотношения

где

— порядковый номер экстремума;

— диаметр сферических частиц;

— длина волны определяющая · абсолютное спектральное положение ] -го экстремума;

757941

показатель'преломления для этой длины волны?

с) — размер частиц.

Приготовление образца в виде рассеивающего монослоя .необходимо· для того, чтобы за счет появляющегося при этом (дополнительного к интерференционным явлениям) рассеяния на частицах устранить сглаживающее влияние возрастающего с длиной волны поглощения, т.е. выделить на 1-2 порядка нулевой экстремум, или границу сплошного пропускания , на фоне всех вторичных экстремумов. Условие 8/Λ λ 1 обеспечивает попадание границы сплошного пропускания в исследуемую спектральную область.

Таким образом, выбор в качестве регистрируемой величины абсолютного спектрального положения экстремума определенного порядка возможен только при условии выполнения образца в виде рассеивающего монослоя с8/а^-1 20

и обеспечивает достаточно быстрое и точное определение η б области его большой дисперсии.

Именно эта характеристика спектра пропускания рассеивающего образца 25

Я} является наиболее удобной, так как она стабильна в достаточно широкой области изменения конструктивных параметров слоя его толщины, концентрации и массы навески исследуемого вещества) и очень просто связана с измеряемой величиной η .

На фиг. 1 изображен спектр пропускания сплошного образца толщины ό^ΛΑ (снятый на его границе с окружающей средой) в случае, когда дисперсионные кривые вещества и окружающей среды не пересекаются; на фиг. 2 - то же, для случая, когда дисперсионные кривые вещества и окружающей среды пересекаются; на фиг. 3 - спектр 40 пропускания рассеивающего образца в случае, когда дисперсионные кривые вещества и окружающей среды не пересекаются; на фиг. 4 - то же, в случае, когда дисперсионные кривые не 45 пересекаются,'на фиг.5 - спектр пропускания монослоя из частиц А?₂0_аЪ!<СЙ; на фиг. 6 - приведены значения показателя преломления А(?£0₃ в КК-области спектра. еп

Пр и м е р. Частицы окиси алюминияМ^С^) диаметром 34 мкм запрессовались в Биде монослоя в КС I при объемной концентрации окиси алюминия в образце оС - 0,1. Приготовленный образец помещается в кюветное отделе- ³⁵ ние стандартного прибора Зресога 711К и облучается светом с длиной волны

4-9 мкм.На! Фиг. 5 изображен спектр пропускания монослоя из частиц А?₂ Од в КС О (ά - 34 мкм, οί - 0,1). Нуле- 60 вой максимум пропускания возникает вследствие наибольшей оптической однородности рассеивающей среды, вызванной пересечением дисперсионных кривых и КС£ вблизи этой областях

Для расчетов показателя преломления формуле /4/ использовались экстремумы с порядковым номером ) е+1,2,3, обеспечивающие наибольшую точность.

На фиг. 6 приведены значения показателя преломления А^О^в ИК-области спектра с длиной волны 4-9 мкм, вычисленные по указанной формуле. Черные точки получены в результате обработки приведенного на фиг. 5 спектра пропускания системы Αί,,Ο^- кс£, а светлые точки соответствуют системе Αί^Ο^- воздух, измерения на которой проводились по той же схеме и при тех же значениях параметров. Число экспериментальных точек может быть увеличено либо заменой материала, в который запрессовывают частицы, либо изменением размера частиц.

Использование данного способа определения показателя преломления обеспечивает по сравнению с прототипом еле дующие преимущества:

1. Позволяет достаточно быстро

и точно измерять показатель преломления веществ в области его большой дисперсии, где известные способы становятся неэффективными.

2. Позволяет свести к минимуму количество используемого для анализа вещества (несколько миллиграммов).

3. Позволяет производить непосредственные измерения показателя преломления веществ, находящихся в природе в раздробленном состоянии.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Дифракционный способ определения показателя преломления, основанный ка облучении образца с последующим измерением положения интерференционных экстремумов в спектре пропускания, отличающийся тем, что, с целью расширения границ применимости способа в область большой дисперсии показателя преломления, используют образец в виде монослоя сферических частиц, размер которых выбирают из условия Л / я X1, измеряют абсолютное спектральное положение экстремума определенного порядка и искомую величину . определяют из соотношения

   ЯсЗ - я

   где ) - порядковый номер экстремума,

   6 - диаметр сферических частиц,

   длина волны, определяющая абсолютное спектральное положение ) -го экстремума,' ПЯ^~ показатель преломления на этой длине волны.