Test na Refraktometrie a polarimetrie: Řešené příklady

Otázka 1: Vzorec pro relativní index lomu n_12 je dán poměrem sin úhlu dopadu (α) ku sin úhlu lomu (β).

A. Ano

B. Ne

Vysvětlení: Podle studijní opory je vzorec pro relativní index lomu n_12 = sin α / sin β.

Otázka 2: Při lomu světla platí, že součin indexu lomu prvního prostředí (n₁) a sinu úhlu lomu (β) je roven součinu indexu lomu druhého prostředí (n₂) a sinu úhlu dopadu (α).

A. Ano

B. Ne

Vysvětlení: Snellův zákon, jak je uvedeno v materiálech, je dán vztahem n₁ ⋅ sin(α) = n₂ ⋅ sin(β), kde α je úhel dopadu a β je úhel lomu. Tvrzení v otázce úhly zaměňuje.

Otázka 3: Jaká je rychlost šíření světla v materiálu s indexem lomu n = 2,0, pokud víme, že rychlost šíření světla ve vakuu je 3 . 10^8 m.s^-1?

A. 1,5 . 10^8 m.s^-1

B. 6 . 10^8 m.s^-1

C. 3 . 10^8 m.s^-1

D. 0,66 . 10^8 m.s^-1

Vysvětlení: Podle studijní opory platí vztah pro výpočet indexu lomu: n = c_vakuum / c_prostředí. Pro výpočet rychlosti šíření světla v daném materiálu (c_prostředí) se tento vztah upraví na c_prostředí = c_vakuum / n. Dosazením zadaných hodnot c_vakuum = 3 . 10^8 m.s^-1 a n = 2,0 získáme c_prostředí = (3 . 10^8) / 2,0 = 1,5 . 10^8 m.s^-1.

Otázka 4: Při přechodu světelného paprsku ze vzduchu do vody dopadá paprsek pod úhlem 30° od kolmice dopadu. Relativní index lomu rozhraní je 1,3333. Jaký je úhel lomu (𝛽)?

A. 30°

B. 22°

C. 41,8°

D. 19,47°

Vysvětlení: Dle vzorce n_12 = sin 𝛼 / sin 𝛽 se přepočítá sin 𝛽 = sin 𝛼 / n_12. S hodnotami ze zadání je sin 𝛽 = sin 30° / 1,3333 = 0,5 / 1,3333 = 0,375. Z toho plyne 𝛽 = 22°.

Otázka 5: Při měření roztoku glukózy s koncentrací 89,5 g/l v 10 cm kyvetě a specifické otáčivosti +52° byl naměřen úhel stočení roviny polarizovaného světla 5,2°.

A. Ano

B. Ne

Vysvětlení: Dle výpočtu ve studijních materiálech pro roztok glukózy s koncentrací 89,5 g/l (což je 8,95 %) v 10 cm kyvetě (d = 1 dm) a specifické otáčivosti +52° je úhel stočení roviny polarizovaného světla 4,65°, nikoliv 5,2°.