Measuremnet of refractive indices

Präsentation zum Thema: "Measuremnet of refractive indices"—  Präsentation transkript:

1 Measuremnet of refractive indices
Atlas of Optical Crystallography Measuremnet of refractive indices Olaf Medenbach Institut für Geologie, Mineralogie und Geophysik Ruhr-Universität Bochum 44780 Bochum, Germany © by Olaf Medenbach

2 Elektromagnetisches Spektrum

3 Fraunhofersche Linien in Sonnenspektrum
Absorptionsspektrum

4 Spektrum einer Leuchtstoffröhre
Emissionsspektrum

5 Brechungsindex n = , n > 1, dimensionslos c0 cStoff
Definition des Brechungsindex als Verhältnis von Lichtgeschwindigkeiten. Bedeutung des Brechungsindex als physikalische Stoffkonstante (Diagnose, chemische Zusammensetzung der Probe, Bildungsparameter). Prinzipielle Möglichkeiten der Bestimmung des Brechungsindex: Geschwindigkeitsdifferenz Streckendifferenz von Wellenzügen: Interferenzmikroskopie Snelliussches Brechungsgesetz. Notwendigkeit der Richtungsabhängigkeit der Messung bei anisotropen Kristallen. Präzision der Messung. n = , n > 1, dimensionslos c0 cStoff

6 a b Snelliussches Brechungsgesetz 1618 c1, n1 c2, n2 c1 c2 = n2 n1
sin a sin b Willebrord Snell Astronom und Mathematiker ( )

7 Johannes Kepler Mathematiker und Astronom ( ) Brechungsindexbestimmung aus dem Schattenwurf Dioptrik, 1611

8 Dispersion des Lichts

9 Minimalablenkung am Prisma
Dispersion des Lichts w d dmin. Für die Messung anisotroper Kristalle muss ein Hauptschnitt oder mindestens ein Hauptbrechungsindex in der Symmetrieebene des Prismas liegen. w + d 2 n = sin w a

10 Minimalablenkung am Prisma
Goniometer nach Malus-Babinet, Fa. Fuess, Berlin, ca. 1875 Spektralapparat nach Kirchhoff-Bunsen, Fa. Becker, London, ca. 1900

11 Jelley Refraktometer

12 Grenzwinkel der Totalreflektion
n1< n2 n1 n1= n2 • sin bkrit bkrit n2

13 Totalreflektometer nach Wollaston (1802)
William Hyde Wollaston Arzt, Physiker und Chemiker ( )

14 Konstruktion nach Liebisch, Fa. Fuess, Berlin, ca. 1900
Totalreflektometer Konstruktion nach Liebisch, Fa. Fuess, Berlin, ca. 1900

15 Totalreflektometer Konstruktion nach Kohlrausch, Fa. Apel, Göttingen, ca. 1900 Konstruktion nach Kohlrausch, Fa. Fuess, Berlin, ca. 1900

16 Totalreflektometer (Halbkugelrefraktometer)
Konstruktion nach Herbert Smith, Fa. Swift, London, ca. 1900 Konstruktion nach Bertrand, Fa. Wehrlein, Paris ca. 1880

17 Konstruktion nach Abbe, Fa. Zeiss, Jena, ca. 1900
Totalreflektometer Konstruktion nach Abbe, Fa. Zeiss, Jena, ca. 1900 Ernst Abbe,

18 Totalreflektometer nach Abbe

19 „Abbemat“, Fa. Kernchen, Seelze
Totalreflektometer Bezeichnung Einheit 1 Brechungsindex  nD 2 Brix  % mas 3 Glukose 4 Fruktose 5 Invertzucker % mas 6 HFCS 7 Honig Wassergehalt 8 °Oechsle  °Oe 9 °Klosterneuburg °KMW 10 ZEISS (Wasser=14.45) Z 14.45 11 ZEISS (Wasser=15.00) Z 15.00 12 Butter Fettgehalt 13 Butter Iodzahl IZ 14 Milch Fettgehalt 15 Salzgehalt 16 Frostschutz Glykol °C, °F 17 FSII - ASTM D 5006 % vol 18 Serum Protein 19 Serum Trockensubstanz 20 Urin Spezifisches Gewicht  g/ml 21 Urin Trockensubstanz 22 Urin Osm. Druck mosm/l „Abbemat“, Fa. Kernchen, Seelze

20 Immersionsmethode Blende nach Schröder van der Kolk
Heller Rand zur Blende Korn niedriger lichtbrechend niedrige Apertur, defokussiert Becke Linie: Beim Heben des Tubus geht die helle Linie in das höher brechende Medium niedrige Apertur hohe Apertur

21 l-t-Variationsmethode nach Emmons (1926)
tn

22 Berechnung aus dem Brewster-Winkel
Detektor 90° a Polarisator Intensität a Brewster-Winkel (56,3° bei n = 1,5) Gebrochener und reflektierter Strahl sind linear polarisiert, der gebrochene mit seiner Schwingungsebene parallel zur Einfallsebene, der reflektierte senkrecht dazu.

23 Berechnung aus dem Reflektionsvermögen
(n1- n2) (n1 • k)2 (n1+ n2) (n1 • k)2 R = Bei senkrechtem Lichteinfall gilt:

24 Berechnung aus der Gladstone-Dale Beziehung
Kp = n – 1 d k1 • p1 100 kn • pn k2 • p2 • • • • + Kc =