Измерение показателя преломления и дисперсии

Показатель преломления образцов измерялся с помощью геммологического рефрактометра РГ-1 (производитель – КЛИО), пределы измерения которого 1,3 – 1,80.

Максимальное измеряемое значение соответствует показателю преломления используемой иммерсионной жидкости. Исходя из предполагаемого показателя преломления для измеряемых образцов, использовалась иммерсионная жидкость 1,80+ refractive index liquid for refractometers производства GEM.

Погрешность измерений составила ±0,002.

Дисперсию показателя преломления измеряли методом Лодочникова с помощью микроскопа МИН-8. Пластинку исследуемого образца с плоскопараллельными полированными поверхностями закрепляли на стекле с нанесенной горизонтальной риской, причем боковая грань исследуемого образца была перпендикулярна нанесенной риске. Стекло помещали на столик Лодочникова, и, поворачивая столик вокруг горизонтальной оси, меняли угол падения лучей на пластинку, при этом наблюдали и измеряли смещение тени от риски. Показатель преломления рассчитывали по формуле Лодочникова:

, (3.2)

где d – толщина образца;

l – величина смещения тени от риски;

α – угол наклона.

Погрешность измерений составила ±0,02.

Для определения дисперсии показателя преломления микроскоп МИН-8 снабжен тремя светофильтрами, позволяющими проводить измерения для красной (619 нм), желтой (540 нм) и синей (488 нм) линий спектра.

Средняя дисперсия показателя преломления определяется, как разность показателей преломления n_F (488,1 нм) для синей линии спектра и n_C (653 нм) для красной линии спектра. Величина средней дисперсии представляется как (n_F-n_C)×10⁵ и для большинства оптических стекол лежит в диапазоне 639-3178.

Коэффициент дисперсии (число Аббе) - задаётся отношением разности показателя преломления без единицы к средней дисперсии.

(3.3)

В большинстве случаев зависимость показателя преломления от длины волны света l хорошо описывается дисперсионным уравнением Зельмейера, которое в упрощенном виде можно записать как:

, (3.4)

где A и B – коэффициенты, описывающие дисперсионные свойства конкретной среды. Для нахождения значений этих величин можно измерить показатель преломления исследуемого материала для нескольких длин волн видимого диапазона и затем аппроксимировать эти точки уравнением. Это удобно сделать, например, нанеся полученные экспериментальные точки на график в линеаризованных координатах 1/(n²-1) = f(1/l), после чего провести через эти точки прямую. Рассчитав коэффициенты А и В, можно затем приближенно вычислить значения показателя преломления этого материала для любой длины волны оптического диапазона.