чем отличается относительный показатель

Чем отличается относительный показатель

В чем состоит закон преломления света?

Лучи падающий, преломлённый и перпендикуляр, проведённый к границе раздела двух сред в точке падения луча, лежат в одной плоскости.
Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для данных двух сред.

2. Чем обусловлено преломление света при переходе его через границу двух сред?

Преломление света на границе двух сред обусловлено изменением скорости света при переходе через границу двух сред.

3. Что называется относительным показателем преломления?

Относительным показателем преломления второй среды относительно первой называется физическая величина, равная отношению синуса угла падения луча к синусу угла преломления:

4. Что называется абсолютным показателем преломления?

Абсолютным показателем преломления среды называется физическая величина, равная отношению синуса угла падения луча к синусу угла преломления при переходе луча из вакуума в эту среду:

Абсолютный показатель преломления среды — это показатель преломления среды относительно вакуума.

5. Чему равен абсолютный показатель преломления вакуума?

Абсолютный показатель преломления вакуума равен единице: n = 1

6. В чем заключается физический смысл показателей преломления?

Относительный показатель преломления показывает, во сколько раз меняется скорость света при его переходе из одной среды в другую,

Абсолютный показатель преломления показывает, во сколько раз меняется скорость света при переходе из вакуума в среду.

Таблицы существуют для значений абсолютных показателей преломления.

Значение абсолютного показателя преломления любого вещества больше единицы.
Показатели преломления — как oтносительный, так и абсолютный — являются числовыми величинами и не имеют наименований.

8. Какое из двух веществ называется оптически более плотным?

Из двух веществ оптически более плотным называется то, у которого больше показатель преломления.

9. Как определяются показатели преломления через скорость свети в средах?
Так как:

Относительным показателем преломления второй среды относительно первой называется физическая величина, равная отношению скоростей света в этих средах:

Абсолютным показателем преломления среды называется физическая величина, равная отношению скорости света в вакууме к скорости света в данной среде:

10. Где свет распространяется с наибольшей скоростью?

Свет распространяется с наибольшей скоростью в вакууме.
Скорость света в любом веществе меньше скорости света в вакууме.

11. Какова физическая причина уменьшения скорости света при его переходе из вакуума в среду или из среды с меньшей оптической плотностью в среду с большей?

Физической причиной уменьшения скорости света при его переходе из вакуума в среду или из среды с меньшей оптической плотностью в среду с большей плотностью является взаимодействие световой волны с атомами и молекулами вещества.

12. От чего зависят абсолютный показатель преломления среды и скорость света в ней?

Чем сильнее взаимодействие световой волны с атомами и молекулами вещества, тем больше оптическая плотность этого вещества, и тем меньше скорость света в этом веществе.
Таким образом, скорость света в среде и абсолютный показатель преломления зависят от свойств среды.

13. Почему на границе двух сред с изменением скорости световой волны меняется и направление распространения световой волны?

На примере перехода из воздуха в воду:

Источник

Что такое абсолютные показатели и относительные показатели?

Свет, доходя до границы между двумя средами, резко меняет собственное направление. Некоторая его часть будет возвращаться в исходную среду, так как наблюдается отражение света. Выясним, чем отличается относительный показатель преломления от абсолютного значения. При наличии прозрачной второй среды, будет наблюдаться частичное прохождение света сквозь границу имеющихся сред. Луч будет менять первоначальное направление, то есть преломляться.

Оптические явления

Из-за частичного преломления происходит кажущееся изменение формы различных предметов, их размеров, положения. Для того чтобы понять, чем отличается относительный показатель преломления от абсолютного показателя, рассмотрим простые опыты. Расположим на дне непрозрачного пустого стакана небольшой предмет. Стакан расположим так, чтобы его край, а также центр монеты были на одной прямой.

Не меняя своего положения, в стакан нальем воду. При повышении ее уровня визуально дно стакана вместе с монетой будет приподниматься. Монета, которая была изначально видна только частично, теперь просматривается в полном объеме.

Попробуем расположить в стакане с водой карандаш. При его рассмотрении сбоку создается эффект деления карандаша на две части. Подобным экспериментом легко можно объяснить возникновением преломления света. Можно вычислить абсолютный и относительный показатель преломления, зная, из какой среды в какую происходит переход.

Как происходит преломление

Переход связывает между собой величину угла падения и преломления. Установлен он был в восемнадцатом веке, когда при проведении экспериментов использовали принцип Гюйгенса.

Из результатов различных экспериментов можно подтвердить формулировку закона: падающий и преломленный луч, а также перпендикуляр, проведенный в точку падения, располагаются в одной плоскости.

Показатель преломления

Абсолютные показатели и относительные показатели преломления связаны с переходом одной среды в другую. Физический смысл показателя преломления можно вывести из принципа Гюйгенса. Для его вычисления находят отношение скорости света в средах, на границе раздела которых наблюдается преломление.

Абсолютные показатели и относительные показатели преломления отличаются между собой. Абсолютным считают показатель, который определяется относительно вакуума. Его вычисляют как отношение синуса угла падения к синусу преломленного угла, при переходе луча из вакуума в определенную среду.

Среда, которая имеет меньший абсолютный показатель преломления, считается менее плотной оптически средой. Отношение показателей не превышает единицу.

Абсолютные показатели и относительные показатели преломления внесены в специальные таблицы, зависят от рода среды. Закон преломления света дает возможность проводить расчеты хода лучей в разных оптических устройствах, к примеру, в треугольной призме, выполненной из стекла или иных прозрачных материалов.

Показатели статистики

Абсолютные показатели и относительные показатели связаны со статистическими вычислениями. Они являются количественной характеристикой социального и экономического явления и процесса в случае качественной определенности. Суть ее заключается в том, что показатель взаимосвязан с внутренним содержанием анализируемого процесса или явления, его сущностью. Благодаря этим показателям можно определить, что и как можно вычислить. Абсолютное и относительное изменение показателей проводится с помощью определенных методик.

К примеру, для вычисления объемов промышленных товаров, сначала необходимо установить виды деятельности предприятия, определить результаты работы, и только после этого осуществлять расчеты выпускаемой продукции.

Совокупность параметров

В статистике рассматриваются достаточно сложные явления и процессы, поэтому их невозможно проанализировать с помощью одного параметра. Только в системе абсолютные и относительные показатели, вариации иных величин позволяют получать достоверный результат.

Система показателей в статистике представляет собой совокупность связанных между собой величин, имеющих разный уровень, нацеленных на решение какой-то отдельной статистической задачи. Абсолютные и относительные статистические показатели рассматриваются в единстве, позволяют изучать товарную и отгруженную продукцию, объем реализованных товаров, рассчитывать стоимость доставки.

Выделяют две их разновидности:

Второй вид характеризуется размером, величиной анализируемого процесса либо явления в определенный момент времени. Он подразумевает четкую привязку к определенной территории. Например, можно вести речь о конкретной стоимости производственных промышленных фондов, указывая место и время расчетов.

Показатель – категория, связанная с сущностью, общими отличительными свойствами определенных статистических данных одного вида, не нуждается в указании числового параметра, времени и места исследований.

Анализ абсолютных и относительных показателей позволяет оценить товарооборот предприятий питания, общественной торговли.

Особенности абсолютных показателей

По мере проведения статистического наблюдения появляется информация о значениях определенных признаков, которые характеризуют любую единицу совокупности. Для ее проведения в отдельности либо в целом сведения подвергают сводке, потом получают обобщенные показатели, в которых отражены результаты количественного анализа исследуемого явления или объекта.

Рассуждая над тем, чем отличается относительный показатель от абсолютного показателя, выделим точность. Статистический абсолютный показатель рассматривают в виде величины, которая отражает физические параметры, стоимостные и временные характеристики социально-экономических процессов и разнообразных явлений.

Абсолютные и относительные финансовые показатели помогают проводить исследования не только в рамках небольшой компании, но и в масштабах промышленных гигантов.

Индивидуальные показатели в статистике получают при проведении наблюдений, взвешивания, замеров, подсчетов, оценки количественных признаков. В некоторых ситуациях абсолютные индивидуальные показатели обладают разностным характером. Например, проводится сравнение между количеством официальных безработных на начало и в конце календарного года, оценивается объем выручки предприятия в будние и праздничные дни.

Объемные сводные показатели, которые характеризуют объем совокупности или признака по анализируемому объекту, можно получать в результате группировки различных отдельных значений либо из суммарной сводки.

Для перевода в условные единицы измерения используют специальные коэффициенты, которые рассчитывают в виде отношения потребительских свойств анализируемого продукта к его эталонному показателю.

Абсолютные и относительные показатели динамики в рыночной экономике направлены на проведение денежной оценки социально-экономических процессов и явлений.

Например, важным показателем для любой страны является вычисление внутреннего валового продукта. Трудовые единицы измерения, которые позволяют учитывать трудоемкость конкретных операций, а также общие затраты труда на предприятии, считают в человеко-часах и человеко-днях.

Относительные показатели

Несмотря на важность в познавательной и практической деятельности человека абсолютных показателей, необходимо систематически проводить сравнительное сопоставление. Относительные и абсолютные средние показатели в совокупности дают точную картину определенного процесса либо явления.

Относительный показатель представляет собой величину, которая получается в результате деления двух абсолютных показателей. Он в полной мере отражает соотношение между количественными характеристиками явлений и анализируемых процессов.

Исходя из приведенной классификации, можно проводить сопоставление одноименных показателей, которые относятся к различным периодам, объектам, территориям. В результате подобного сравнения можно получать процентное соотношение, сравнивать полученный результат с максимальным и минимальным базисным показателем.

Относительный показатель динамики является отношением уровня анализируемого явления и процесса за конкретный промежуток времени к уровню аналогичного процесса либо явления в прошлом.

Данная величина демонстрирует, во сколько раз рассматриваемый уровень будет превышать базисный, либо определить процентное соотношение показателей. Вариант, касающийся кратного отношения, называется кратным, а при его умножении на сто процентов получают темп роста.

Особенности проведения расчетов

Независимо от финансово-хозяйственной формы деятельности, все компании занимаются оперативным и стратегическим планированием, проводят сравнение между полученными результатами и намеченными планами. Для подобной деятельности применяют относительные показатели плана, а также параметры его реализации.

Относительный показатель структуры определяется как отношение структурных частей анализируемого объекта и единого целого. Его выражают в процентах либо долях.

База сравнения представляет собой ту часть, что имеет максимальный удельный вес либо считается приоритетной с социальной, экономической, иной точки зрения.

Относительные показатели интенсивности определяют возможность распространения анализируемого явления либо процесса в определенной среде. Его используют в тех случаях, когда абсолютной величины недостаточно для формулирования четких выводов о размерах, насыщенности, плотности, масштабах распространения. К примеру, можно провести расчеты уровня рождаемости, вычислить плотность населения.

Относительный показатель сравнения является соотношением аналогичных абсолютных показателей, которые характеризуют различные предприятия, фирмы, страны, районы, области.

Средние величины

Применяют такие величины на стадии обработки и систематизации первоначальных статистических результатов. Необходимость выявления средних величин объясняется тем, что у разных единиц анализируемых совокупностей даже одного признака существуют некоторые отличия.

Средние величины представляют показатели, которые обобщают и систематизируют определенные признаки или группы характеристик.

При выборе однородных качественных характеристик расчет средней величины осуществляется путем сложения всех величин, деления их на количество измерений.

К примеру, для сотрудников определенной отрасли, имеющих фиксированный размер заработной платы, можно провести вычисления среднего уровня дохода. При желании также можно проанализировать и размер необходимых трат, которые идут на оплату жилья, питание, товары первой необходимости.

Если проводится исследование с неоднородными качественными признаками, в таком случае целесообразно сравнение с показателями по региону, краю, стране, области. Подобный вариант обработки результатов предполагает использование системных средних показателей, то есть при расчетах нет ограничений в рамках одного коллектива или предприятия.

Именно данные статистические вычисления чаще всего используют для сравнения качества жизни населения, уровня их доходов, валового продукта.

Значение средних показателей именуют средними величинами, для их вычислений применяют обобщающие формулы. Среднюю величину можно заменить большим количеством индивидуальных параметров анализируемого признака, изучая свойства, которые будут присущи всем частям этой совокупности. Это даст возможность избегать случайностей, находить общие закономерности, которые обусловлены общими причинами.

Заключение

Все статистические показатели выполняют учетную функцию. И служащие, и руководители, которые занимаются изучением данных по действующим системным показателям, пользуются объективной информацией.

В противном случае высок риск того, что при статистических вычислениях будут допущены серьезные ошибки, которые негативно отразятся на экономическом состоянии не только предприятия, но и отдельных категорий граждан.

Особое значение имеют статистические показатели для формирования человеческого взгляда на определенную ситуацию либо проблему. Например, население страны хочет знать о среднестатистическом уровне материальных доходов граждан, интересуется показателем рождаемости, уровнем безработицы.

Источник

Что нужно знать о показателе преломления

Что такое показатель преломления?

Показатель преломления вещества — это отношение скоростей света (электромагнитных волн) в вакууме и в данной среде. Показатель преломления — безразмерная величина, которая зависит от температуры и длины волны света. Показатель преломления характеризует скорость распространения света в среде и рассчитывается по формуле:

n — показатель преломления;
c — скорость света в вакууме (или воздухе);
v — скорость света в среде (например, воде, оливковом масле и т. п.).

На этой странице приведена необходимая информация о методах измерения показателя преломления.

Узнайте больше о показателе преломления, его применении, способах измерения, а также о законе преломления света и многом другом.

Перейдите в один из следующих разделов, чтобы узнать больше о показателе преломления:

Преломление света: практический пример

Прежде чем углубиться в теоретическое обоснование показателя преломления, рассмотрим наглядный пример распространения света в различных средах.

На иллюстрации изображены три стакана с опущенными в них стеклянными палочками. Стаканы заполнены разными жидкостями:

Жидкость в стакане
1 Вода.
2 Вода и кедровое масло.
3 Кедровое масло.

Что мы видим в этих стаканах?

Показатель преломления воды (n = 1,333) ниже, чем стекла (n = 1,517). По этой причине стеклянную палочку видно в стакане 1 и отчасти — в стакане 2.

Зато у стеклянной палочки (n = 1,517) и кедрового масла (n = 1,516) показатели преломления почти одинаковые, поэтому кажется, что палочка при погружении в кедровое масло исчезает (частично в стакане 2 и полностью в стакане 3).

Закон преломления света (закон Снеллиуса)

Закон преломления света, известный также как закон Снеллиуса, описывает взаимосвязь углов падения и преломления с показателями преломления граничащих сред. Как показано на иллюстрации, согласно этому закону отношение синуса угла падения α к синусу угла преломления β (и показателей преломления n₁ и n₂) — это величина, постоянная для двух данных сред:

На иллюстрации показано, как отклоняется световой луч (1, синяя стрелка), проходящий под определенным углом из оптически менее плотной (n₁) в оптически более плотную среду (n₂), например из воздуха в воду.

Но когда луч проходит из одной среды в другую перпендикулярно границе раздела, никакого преломления не происходит (зеленая стрелка).

Согласно закону преломления света, отношение показателей преломления граничащих сред пропорционально отношению угла падения и угла преломления светового луча. То есть:

Полное внутреннее отражение и критический угол

Полное внутреннее отражение возникает, когда весь свет, направленный из оптически более плотной среды в оптически менее плотную, отражается обратно в оптически более плотную среду. Для понимания этого явления рассмотрим иллюстрацию слева.

Синяя стрелка: луч света преломляется, проходя из оптически более плотной среды (n₂) в оптически менее плотную (n₁).

Угол падения α увеличивается (зеленая стрелка): когда угол падения α возрастает (1), он может достигнуть критической величины, после которой свет не проходит в оптически менее плотную среду (n₁), а отражается вдоль раздела двух сред. Такой угол падения называют критическим углом полного внутреннего отражения. Заметим, что при этом угол отражения β = 90°.

Угол падения больше критической величины: если угол падения превышает критическую величину, свет полностью отражается обратно в оптически более плотную среду (n₂). Это явление называют полным внутренним отражением (2).

Показатель преломления n1 рассчитывается по величине критического угла α, когда
β = 90° —> sin β = 1.

Внимание! Луч в случае 1 (зеленая стрелка) падает под критическим углом, а полное внутренне отражение происходит в случае 2 (голубая стрелка).

Закон преломления света и устройство рефрактометра

На основе описанного выше закона преломления света созданы рефрактометры — приборы для измерения показателя преломления жидкостей и высоковязких веществ.

На иллюстрации схематически показано устройство измерительной ячейки цифрового рефрактометра, в котором использован закон преломления света. Процедура измерения связана с полным внутренним отражением и критической величиной угла падения света. Принцип действия:

Источник света (1) — светодиод (LED). Луч света от светодиода проходит через поляризационный фильтр (2), интерференционный фильтр (3) и фокусирующие линзы (4), а затем через сапфировую призму (5) на образец.

Когда угол падения превышает критическую величину, отраженный свет попадает через линзу (6) на оптический датчик с зарядовой связью (7), который фиксирует критический угол. Кроме того, современные цифровые рефрактометры автоматически контролируют температуру на поверхности раздела призма/образец для повышения точности измерения.

Измерение показателя преломления: что измеряет рефрактометр?

Цифровой рефрактометр предназначен для измерения показателя преломления и связанных с ним характеристик жидкостей по методу полного внутреннего отражения. Процедура измерения автоматизирована, благодаря чему точность результатов не зависит от оператора. Измерение выполняется в течение нескольких секунд с высокой точностью на небольших образцах (объемом от 0,5 до 1 мл).

Также для измерения показателя преломления используются ручные рефрактометры, например оптический настольный рефрактометр Аббе или обычный переносной рефрактометр. Подробнее об их достоинствах и недостатках.

Факторы, влияющие на величину показателя преломления

Влияние температуры на измерение показателя преломления

Как зависит величина показателя преломления от температуры?

Сначала узнаем, как влияет температура на жидкости. С ростом температуры увеличивается пространство, которое занимают атомы, связанные между собой в одной молекуле. При нагревании усиливаются колебания атомов, атомы отодвигаются друг от друга раздвигаются, что приводит к снижению оптической плотности среды.

Как сказано выше, показатель преломления связан со скоростью распространения света в среде. Когда температура растет, оптическая плотность среды снижается, а скорость света в ней увеличивается, что приводит к небольшому изменению угла преломления. Другими словами, чем выше температура, тем меньше показатель преломления, как показано на графике ниже на примере воды.

Из графика видно, что температура образца существенно влияет на измеряемую величину. Это означает, что температуру следует точно измерять и по возможности регулировать.

Приборы старой конструкции, например рефрактометры Аббе, приходится помещать в жидкостный термостат. В большинстве современных цифровых рефрактометров температура оптической системы регулируется с помощью элемента Пельтье. Такая конструкция обеспечивает быстрое и точное измерение показателя преломления.

Влияние длины волны на измерение показателя преломления

Вследствие различной дисперсии света (дисперсионного соотношения) в разных веществах показатели преломления также почти всегда различаются в зависимости от длины волны света, используемого для измерения. Дисперсионное соотношение можно рассчитать следующим образом.

Мы знаем, что скорость распространения света в среде равна:

где:
n — показатель преломления;
c — скорость света в вакууме (или воздухе);
v — скорость света в данной среде.

Длина волны в этой же среде:

где: λ₀ — длина световой волны в вакууме (или воздухе).

Следовательно, величина показателя преломления (n) обратно пропорциональна как длине волны, так и скорости распространения света в среде. Это означает, что при большей длине волны показатель преломления уменьшается. Такое соотношение можно представить в виде уравнения:

В то же время для контроля качества в промышленности необходимо иметь определенную точную длину волны, чтобы сравнивать значения показателя преломления различных образцов, измеренные в одинаковых условиях.

Чаще всего в рефрактометрах используется желтая линия спектра натрия с длиной волны 589,3 нм. Желтая линия натрия уже давно используется для измерения показателя преломления. Это широко доступный, надежный и стабильный стандарт оптического излучения.

n = показатель преломления.

D = желтая линия натрия.

Значение показателя преломления, измеренное по желтой линии натрия, обозначается символом nD.

Показатель преломления: применение на практике

Любой материал, который взаимодействует со светом, можно характеризовать показателем преломления. Во многих отраслях промышленности измерение показателя преломления используется для проверки чистоты и концентрации жидких, высоковязких и твердых образцов. Показатель преломления жидких и высоковязких материалов измеряется с высокой точностью (погрешность от ± 0,00002).

Кроме того, показатель преломления можно сопоставлять с широким диапазоном концентраций. Эту зависимость используют для анализа многих материалов в разных отраслях, например:

В некоторых случаях измерение показателя преломления сочетают с измерением плотности, получая простой и эффективный метод контроля. Такой анализ можно полностью автоматизировать.

Требуется более подробная информация о показателях Брикса, Плато, Баллинга и Боме?

Наряду с плотностью по шкале Брикса, существуют другие сопоставимые единицы для измерения содержания сахарозы, например градусы Плато, Боме, Эксле и Баллинга. Узнайте больше об их различиях, применении, способах измерения и расчета.

Источник