بسم هللا الرحمن الرحیم

شکست سنجی

1

شکست سنجی میدان متقابل تأثیر علت به کند، عبور شفاف مواد میان از نور ای باریکه که هنگامی

آنها در نور انتشار سرعت شفاف مادة پیوندی الکترونهای و نور باریکة الکتریکی اجسام در نور انتشار سرعت گیری اندازه روش سنجی، شکست .کند می تغییر .شود می بیان شکست ضریب کمیت با که است شفاف

آن فیزیکی ثابتهای از یکی جوش، نقطة و ذوب نقطة مانند ماده هر شکست ضریب دمای و تابشی نور موج طول به مواد از بسیاری شکست ضریب آنکه با .است می را ماده دو ندرت به معین دمای و موج طول یک برای اما دارد بستگی محیط و ماده یک شکست ضریب از لذا .باشند یکسان شکست ضریب دارای که یافت توان

مخلوطها تحلیل و تجزیه و ماده آن شناسایی برای توان می آن دیگر فیزیکی ثابتهای .کرد استفاده

فیزیکی های پدیده از یکی اساس بر که است اپتیکی وسیلة یک سنج، شکست دستگاه .است شده ساخته نور تداخل یا حد زاویة تشکیل و نور کلی بازتابش

شکست ضریب تعیین بر عالوه سنجی شکست روش از بالینی آزمایشگاههای در می استفاده ادرار مخصوص چگالی و خون سرم پروتئین غلظت تعیین برای مایعات،

.شود

عمل نور کلی بازتابش اساس بر که سنجهائی شکست از اکثرا آزمایشگاهها این در غلظت و شفاف مایعات شکست ضریب دستگاه این با .است شده استفاده کنند می

.شود می گیری اندازه (لیتر دسی بر گرم 12 تا صفر بین) سرم پروتئین

2

نظریه شکست ضریب با رقیقی شفاف محیط از نور پرتوی که هنگامی n' محیط وارد

زاویة از کمتر شکست، زاویة همواره شود، می n شکست ضریب با غلیظی شفاف زاویة آنها برای که داشت خواهیم غلیظ محیط در زوایا از ای گستره پس .است تابش در شکست زاویة مقدار بیشترین به .داشت نخواهد وجود رقیق محیط در تابشی .(13-1 شکل) .شود می گفته بحرانی یا حد زاویة غلیظ، محیط

3

نظریه90 یعنی تابش زاویة بیشترین تابشی پرتوهای که حالتی در کنید توجهo شکست، زاویة دارند را

تحت باشند محیط دو جدایی سطح با مماس تابشی، پرتوهای که هنگامی یعنی .است حد زاویة رابطه این از θL مقدار شوند، می تر غلیظ محیط وارد θL حد زاویة با برابر شکستی زاویة : آید می بدست

𝑠𝑖𝑛𝜃𝐿 =𝑛′

𝑛

مماس راستایشان که تاباند نمونه به ای گونه به را تابشی پرتوهای بتوان هرگاه صورت این در مرزی کند، نگاه خروجی نورهای به گری دید و باشد غلیظ محیط و نمونه جدایی سطح بر

.(13-2 شکل) دید خواهد تاریک و روشن منطقة دو بین مشخص

4

نقاط به تابشی نورهای چون اما محیط دو مشترک سطح مختلف یک عمل در کنند، می برخورد

داشت خواهیم حد پرتوی دستة عددسی یک از استفاده با تنها و

توان می کننده جمع همگرای برای .داشت مشخص مرزی که منشورهایی از غلیظ محیط زیاد، شکست ضریب دارای می استفاده هستند1.7 حدود .شود

اصلی یک شکست سنج قطعات

نور چشمة

ناحیة در شکست ضریب نیستند، نور جاذب اپتیکی، مواد اکثر چون ضریب اپتیکی، مواد همة برای تقریبا اما .شود می تعیین مرئی

تغییر خطی غیر صورت به تابشی نور موج طول به نسبت شکست ضریب دقیق تعیین برای بنابراین .(خطی غیر پاشندگی) کند می

.شود استفاده تکفام نور چشمة از باید اپتیکی مواد شکست

تابشی بیناب دارای سدیم بخار المپ جمله از گازی تخلیة المپهای پیوسته-خطی بیناب دارای هیدروژن گاز و جیوه بخار المپهای و خطی .شود می استفاده آنها دوگانه یا تک بینابی خطوط از اکثرا و هستند

آن از شکست ضریب گیری اندازه برای که نور چشمة ترین رایج ( D خط) آن دوگانه خط از استفاده و سدیم بخار المپ شود می استفاده

دیگر تابشی خطوط گرچه .است نانومتر589.3 متوسط موج طول با D خط شدت از کمتر آنها شدت دارند، حضور نیز سدیم بخار المپ .است

5

چشمة نور پاشندگی) باشد موج طول چندین در نمونه شکست ضریب گیری اندازه به نیاز هرگاه

طول با مرئی ناحیة در هیدروژن گازی تخلیة المپ C و F بینابی خطوط از (نمونه قوی خط پنج و ،(آبی - سبز) نانومتر 486.1 و (قرمز) نانومتر 656.3 موجهای

546.2 ،(زرد) نانومتر 577.1 و نانومتر 579.2 موجهای طول با جیوه بخار المپ صافیهای با ،(بنفش) نانومتر 404.7 و (آبی) نانومتر 435.8 ،(سبز) نانومتر .کرد استفاده توان می مختلف تداخلی

موج طول با کادمیوم قرمز خط از شود استفاده جیوه - کادمیوم المپ از هرگاه البته .گرفت بهره مختلف مواد پاشندگی تعیین برای توان می نیز نانومتر 643.8

شکست ضریب بررسی برای نیز تنگستن المپ یا و روز نور مثل سفید نور از با یعنی .کند می ایجاد حد زاویة در زیادی مشکل پاشندگی ولی .کنند می استفاده تاریک و روشن ناحیة بین شخصی مرز تک هیچ تنها نه سفید نور از استفاده خواهیم مشاهده را شده پخش رنگی ناحیة یک ناحیه دو این بین بلکه داشت نخواهیم

.شود حذف پاشندگی کنندة جبران نام به قطعاتی کمک به باید پاشندگی این .کرد

خط حسب بر را شکست ضریب توان می قطعات این با D واضح .کرد تعیین سدیم توان می تنها و نیست پاشندگی گیری اندازه امکان تنگستن المپ و روز نور با است

.زد آن کمی یا و زیادی از تخمینی

6

آمیکیمنشور : جبران کنندة پاشندگی و یک شود، می استفاده تنگستن المپ یا و روز نور از که دستگاههایی در پاشندگی جبران برای

.رود می کار به (13-3 شکل) آمیکی منشور به معروف منشور دو یا

کم شکست ضریب با شیشه جنس از آن دوتای که نازک منشور سه مجموع از آمیکی منشور هر که هنگامی .است شده درست اند، شده انتخاب زیاد شکست ضریب با شیشه از سوم منشور و

پرتوی که شود می خارج طوری خروجی پاشندة نور شود می آمیکی منشور وارد سفید نور عکس بر .شود می خارج اولیه پرتوی راستای در انحراف بدون متوسط، موج طول دارای دارای پرتوی راستای در خروجی سفید نور شود، آمیکی منشور یک وارد پاشنده نور هرگاه .است ورودی متوسط موج طول

نور مسیر راستای در خروجی سفید نور فلینت، و کراون جنس از منشورهائی انتخاب با معموال مرئی نور از استفاده با شکست ضریب صورت این در و شود می خارج سدیم بخار المپ زرد .آید می دست به سدیم زرد نور برای تنگستن المپ

7

سنج مدل آبه شکست دستگاههایی ترین مصرف پر و ترین معروف از آبه مدل سنج شکست دستگاه

و مایعات شکست ضریب تعیین برای نور کلی بازتابش اساس بر که است .رود می کار به شفاف جامدات

می استفاده نیز اوره شکست ضریب تعیین برای بالینی آزمایشگاههای در دو نمای .است نمونه الزم مقدار کمترین دستگاه این مهم ویژگیهای از .شود مدل شرح به که است شده داده نشان (13-4) شکل در آن سادة و رقمی مدل .پردازیم می آن سادة

8

ساختمان شکست سنج

مدل سادة آبه شکست ساختمان جزئیات

-5) شکل در آبه مدل سنج .است شده داده نشان (13 از ای قطره دستگاه این در

ای الیه صورت به نمونه 0.1 حدود ضخامت با

وتری وجه دو بین میلیمتر لوال هم به که منشور دو و گیرد می قرار اند، شده کمک به یا مستقیما نور منشور روی بر ای آینه

.شود می تابانده پایینی9

ساختمان شکست سنج مدل سادة آبه لذا .باشد می ناهموار و زبر است نمونه با تماس در که پایینی منشور وتری وجه

بینهایت با نور چشمة یک نقش شود می نمونه وارد وجه این از نور که هنگامی پراکنده نمونه در ممکن جهات تمام در نورانی پرتوهای پس .دارد را نورانی پرتوی

با 90o جمله از تابش مختلف زوایای تحت نور پرتوهای صورت این در .شوند می .کنند می برخورد است صیقلی و صاف کامال که باالئی منشور وتری وجه

10

منشور شکست ضریب 1.7 حدود و زیاد باالیی، پرتوهای .است شده انتخاب

مختلف زوایای تحت نور حد زاویة جمله از شکست

θL (ضریب به بستگی که منشور و نمونه شکست می دوم منشور وارد ،(دارد α تحت سرانجام .شوند حد، پرتوی خروجی زاویة

می خارج دوم منشور از .(13-6 شکل) شوند

ساختمان شکست سنج مدل سادة آبه 90 تابش زاویة که پرتوهائیo ،کنند، می برخورد باالئی منشور وجه به مختلف نقاط در دارند

جمع سنج، شکست تلسکوپ جلویی عدسی کمک به که داشت خواهیم حد زاویة با پرتو دسته یک

.آید وجود به تاریکی و روشنی مشترک مرز یک تا شوند می متمرکز و

وجود رنگی ای ناحیه نور، پاشندگی علت به نشود، استفاده خطی نور چشمة از هرگاه طرفی از

در .است شده استفاده آمیکی منشور جفت یک از نیز مشکل این جبران برای که داشت خواهد

.بینیم می تلسکوپ شیئی کمک به که شود می ایجاد تاریکی و روشنی مرز یک نتیجه

که شود می استفاده پایینی به نسبت باالیی منشور وضعیت تنظیم برای خط یک از تلسکوپ در

ضریب حسب بر مدرج مقیاسی ضمنا .شود داده قرار روشنی و تاریکی مرز روی بر باید

چشمی کمک به .دارد دقت واحد هزارم یک تا که دارد وجود سدیم زرد خط برای شکست

ضریب دستگاه، این با .شود می خوانده نیز هزارم ده یک یعنی بعدی اعشاری رقم تلسکوپ

.است خواندن قابل 1.7 تا1.3 بین شکستهای

ضریب گیری اندازه کنند، می استفاده آمیکی های کننده جبران از که سنجهائی شکست معایب از

وسیع گسترة آن، سادگی برای دستگاه این معروفیت .است سدیم زرد خط برای فقط شکست

.است نمونه مقدار کمترین به نیاز و (1.7 تا1.3) آن گیری اندازه

اگر .است دما مؤثرند، شکست ضریب گیری اندازه بر موج طول بجز که دیگری متغیرهای از می کنترل C˚0.2 حدود تا دما باید باشد نظر مورد اعشار چهارم رقم تا شکست ضریب دقت پنجم رقم تا شکست ضریب دقت اگر .باشد می ±0.0002 حدود در دستگاه این دقت .شود

.شود کنترل C˚0.02 حدود تا دما باید باشند نظر مورد اعشاری

11

سنج بالینی مدل ارما شکست شکست دستگاه شبیه دستگاه این .است شده داده نشان (13-7) شکل در دستگاه این ظاهری نمای

درون .دهد می نشان سدیم زرد خط برای را مایعات شکست ضریب و است آبه سادة مدل سنج تا صفر میزان در (Serum p) خون سرم پروتئین غلظت خواندن برای اضافی مقایسی آن

: است شده داده فرمول این اساس بر که (13-8 شکل) دارد وجود لیتر دسی بر گرم دوازده

(0.00184) × شکست ضریب =0.3356 + (لیتر دسی بر گرم) سرم غلظت

ادرار ویژة چگالی تعیین برای مقیاسی(Urine Sp G) نموداری این بر عالوه .دارد وجود نیز اطالعات توان می آن اساس بر که است شده داده قرار خریدار اختیار در (13-10 شکل) عددی .نمود کسب را (لیتر بر میلی برحسب) ادرار اسمزی فشار جمله از دیگری

12

13

ساختمان شکست سنجی بالینی مدل ارما بالینی سنج شکست داخلی جزئیات

شده داده نشان زیر شکل در ارما مدل .است

نور از سنجها شکست از تعدادی در دستگاه این در .شود می استفاده روز نور چشمة یک کار راحتی برای

را امکان این و دارد قرار تنگستن ها گیری اندازه که سازد می فراهم به کار این .شود انجام کافی نور در

می انجام 13 شمارة تنظیم پیچ کمک .شود

جبران یک از نیز دستگاه این در تا است شده استفاده پاشندگی کنندة

از حاصل رنگ و ناواضحی مقیاس خط و شود حذف پاشندگی، قابل بیشتر چه هر دقت با مرزی منشور دوران پیچ] باشد مشاهده شکل دستگاه اصلی نمای در آمیکی

[.شود می دیده (7-13)

14

روش آزمایش 1- کنید روشن را نور چشمة کلید زدن با و کنید وصل برق به را دستگاه.

2- قطعة و دهید قرار منشور سطح روی بر (اطاق معمولی دمای با) مقطر آب قطره دو یا و یک ابتدا در هرگاه .شوند دیده وضوح به مرزی خط و مقیاسها که کنید تنظیم طوری را آمیکی منشور و چشمی - روشنی مرز تا بچرخانید را تنظیم پیچ گیرید می اندازه را سرم جامدات کل مقدار یا و سرم پروتئین روشنی مرز گیرید می اندازه را ادرار مخصوص چگالی هرگاه .گیرد قرار W خط روی بر دقیقا تاریکی

را آن اسمزی فشار یا و مایع شکست ضریب که صورتی در و دهید قرار1.000 خط روی را تاریکی - .دهید قرار1.3330 مقیاس خط روی بر را مرزی خط گیرید می اندازه

3- دهید قرار آن روی را نمونه از قطره دو یا و یک سپس .کنید پاک را منشور خشک تمیز پارچة با ابتدا را پروتئین غلظت .کنید مشاهده را مرزی خط و کنید نگاه را نمونه چشمی، قطعة طریق از دوباره و

مقیاس روی از توان می است ادرار نمونه اگر .بخوانید سرم مقیاس روی از است سرم نمونه، هرگاه .خواند را آن مقدار ادرار مخصوص چگالی

از باید ابتدا پانکتیت، پروتئین یا ادرار، اسمزی فشار ادرار، جامد کل سرم، جامد کل گیری اندازه برای یادداشت را نامبرده مقادیر عددی، نمودار به مراجعه با سپس .خواند را شکست ضریب ،ND مقیاس روی .کرد

4- شکست ضریب و ادرار مخصوص چگالی پروتئین، غلظت توان می شده، داده شرح عملیات انجام با .(13-1 جدول) آورد دست به 15ºC و 20ºC و 17.5ºC ترتیب به دماهای در را مایع

5- شود نمی جا به جا مقیاس آن گرداندن با .بگردانید را آمیکی منشور بود ناواضح مرزی خط هرگاه. حبابها تا کنید باز را محفظه در .شود می مرزی خط ناواضحی باعث نمونه درون حبابی هرگونه ضمنا .شوند خارج

با و شود پاک کامال مقطر آب با منشورها سطح باید گیری اندازه هر از بعد که است یادآوری به الزم .شود خشک تمیز دستمال

15

16

17

18