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Refraktometer　Datenbuch‐Grundprinzipien der Refraktometer

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.

Refractometer

　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.