Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
4 — 4' — предельный луч, при падении к-рого под углом ф,пво на границу раздела призмы и образца происходит ПВО; AuB — схематич. изображения поля зрения наблюдат. трубы; п связан с измеряемым углом P между направлением предельного угла и нормалью к грани призмы ф-лой
л=sina VrNi—sinap± cosasinp,
где a — преломляющий угол призмы. Точность метода, использующего ПВО, ~10_*. Примером Р., основанного на ПВО, является Аббе рефрактометр.
В интерференц. методах разность Ara сравниваемых сред определяют по числу порядков интерференция лучей, прошедших через эти среды. На рис. 3 дана схема, поясняющая принцип действия интерференц. Р.
Рис. 3. Принцип действия интерференционного рефрактометра.
Две части светового луча, проходя через кюветы длиной I, заполненные веществамн с различными п, прк-обретают разность хода и, сведённые вместе, дают интерференц. картину (схематичесин показана справа). Разность Дп = Zt2 — пі = kk/2, где Л — длина волнн свОта, к — число интерференц. порядков. Точность этих методов достигает IO-7—10~8. Их применяют, напр., при измерениях п газов и разбавленных растворов. Примерами Р., основанных на интерференц. методе, являются интерферометр Жамена, интерферометр Рэлея.
Р. широко применяют в физ. химии для определения состава и структуры вещества, а также для контроля качества и состава разл. продуктов в хим., фармацев-тич., пищевой и др. отраслях промышленности. Знание градиентов п позволяет производить расчёт градиентов плотности и концентрации. Р. используют при проверке однородности твёрдых образцов и жидкостей в аэро- и гидродинамич. исследованиях. Особое значение имеют Р. в оптич. промышленности, Т. К. пи дисперсия стекла и др. оптич. материалов являются их важнейшими характеристиками.
Лит.: И о ф ф е Б. В., Рефрактометрические методы химки,
2 иад., JI., 1974; Шишловский А. А., Прикладная физическая оптика, М., 1961. М. В. Лейкин.
РЕФРАКТОМЕТРИЯ — раздел оптич. техники, посвящённый методам и средствам измерения показателя преломления п твёрдых, жидких и газообразных сред в разл. участках спектра оптич. излучения. Приборы для определения п наз. рефрактометрами. О методах Р. см. в ст. Рефрактометр. рефракция волн — см. Преломление волн. РЕФРАКЦИЯ ЗВУКА (от позднелат. ref г actio — преломление) — изменение направления распространения авука в неоднородной среде (атмосфера, океан, толща земли), скорость звука в к-рой является ф-цией координат. Ход лучей в данном случае определяется ур-ния-ми геометрической акустики. Звуковые лучи поворачивают всегда к слою с меньшей скоростью звука. Р. з, выражена тем сильнее, чем больше относит, градиент скорости звука.
Р. з. в атмосфере обусловлена пространственны!® изменениями темп-ры воздуха, скорости и направлення
ветра. С высотой темп-pa воздуха обычно понижается (до высоты 10—15 км), поэтому скорость звука в верхних слоях воздушной среды меньше, чем в нижних, н лучи от источника звука, находящегося вблизи земной поверхности, загибаются кверху. Звук, начиная с нек-рого расстояния, перестаёт оыть слышен у земной поверхности (зона молчания, или звуковой тени, рис. 1, а). Если темп-pa воздуха с высотой увеличивается (т. н. температурная инверсия, часто возникающая ночью), то лучи поворачивают книзу и звук
Распространяется на большие расстояния (рис. 1, б). ,альность слышимости при этом может значительно увеличиться за счёт многократных отражений, если эвук распространяется над хорошо отражающим участком земной поверхности, напр, над водой (рис. 1,«).
Зона
Рне. 1. Ход звуковых лучей: а — при убыванхш. б — прн возрастании температуры с высотой; в — ход луча над хорошо отражающей поверхностью при температурной инверсии.
Прваемный слой, в к-ром концентрируется звуковая энергия, является природным волноводом акустическим. Повышение темп-ры с высотой в слоях, лежащих выше 20 км, при нормальном её ходе в нижних слоях может привести к образованию зоны аномальной слышимости, расположенной на большем расстоянии от источника звука, чем зона молчания. Может быть неск. следующих друг за другом зои молчания и зон аномальной слышимости.
В пр изомном слое атмосферы скорость ветра с высотой увеличивается. Поэтому при распространении звука против ветра лучи загибаются кверху, а при распространении по ветру — к земной поверхности, что значительно улучшает слышимость во втором случае (рис. 2). Распределение ветра оказывает также существ.
Направление к скорость ветра
Ряс. 2. Влияние ветра на ход звуковых лучей.
Зона звуковой Источник звука темі
влияние на формирование зои молчания и зои аномальной слышимости.
Р. з. в океане обусловлена пространственными изменениями темп-ры, солёности и гидростатич. давления. Относит, градиенты скорости звука по глубине (максимальные) прибл. в 1000 раз больше, чем в горизонтальном направлении, поэтому горизонтальная Р. з. выражена значительно слабее, чем вертикальная, и может заметно проявиться лишь при распространении авука на очень большие расстояния или в областях схождения тёплого и холодного течений, а также в окрестностях айсбергов и зонах внутр. воли и синоптич. вихрей. Вертикальная Р. з. в океане обусловливает ряд явлений: волноводное распространение и фокусировку звука, образование зон геом. тени и вторичный выход к поверхности океана звуковых лучей, вы-
