Показатель преломления является, возможно, самым важным физическим параметром, используемым в микроскопической работе.

Он управляет видимостью всех бесцветных и прозрачных объектов (страница 72) и является одним из главных соображений в выборе (страница 166).

Кроме того, он является одним из немногих числовых констант, которые можно определить с помощью микроскопа с легкостью и точностью, и он представляет собой чрезвычайно полезный критерий в классификации и идентификации твердых веществ и жидкостей.

Показатель преломления является константой для любой данного вещества определенного состава, и он полностью столь же полезн как характеристика в химической работе наряду с температурой плавления или точкой кипения.

Его определение часто дает готовое средство распознавания или дифференциации материала, а во многих случаях является единственным средством простой команды для идентификации.

Микроскоп является самым удобным инструментом для определения показателей преломления твердых частиц, в рамках его точности.

В дополнение к природе образца, два фактора, регулируют показатель преломления:

Длина волны (цвет) используемого света, влияет на численное значение, которое почти всегда больше для более коротких длин волн (фиолетовый конец спектра).

Об изменении показателя преломления с длиной волны говорят как о дисперсии вещества.
Она колеблется в широких пределах, но в целом больше для жидкостей чем для твердых веществ

Температура также влияет на показатель преломления, в частности, в случае жидкостей. В общем, показатель преломления понижается за счет повышения температуры...

Иммерсионный метод (IMMERSION METHODS)

Все прозрачные или прозрачные объекты, когда погружены в жидкости, приводят к изображениям в микроскопе, которые ограничены темными теневыми контурами или цветными ореолами (страница 368 ).

Ширина или толщина этих темных или цветных границ зависят от величины различия между показателями преломления этих двух фаз, от диспергирующей способности каждой, и от оттенка и направления освещения.

Теневые контуры появляются, когда внешняя или дисперсная фаза имеет более высокий показатель преломления, и исчезают, когда показатели преломления приближаются к равенству (Рис. 164).

Если объект и окружающая жидкость имеют одинаковый показатель преломления, и одинаковый цвет, ни одна демаркационная линия не будет наблюдаться, и объект будет невидимым.

Бесследное исчезновение обычно невозможно на практике, так как дисперсия этих двух фаз редко идентична и объекты, которые являются совершенно гомогенными, необычны.

Иммерсионные методы определения показателя преломления основаны на вышеупомянутых явлениях.

Установленная серия жидкостей, с известными показателями преломления, объект или различные его части, может быть погружены в них последовательно, пока не будет обнаружено, в котором (образце жидкости) границы тени минимальны..

Подобным же образом, ряд твердых тел с известным показателем преломления может быть использовано для определения показателя преломления жидкости.

Несмешивающиеся жидкости могут быть протестированы подобным образом

Даже по сравнению с одной жидкостью, грубая оценка может быть сделана относительно того, является ли разница в показателях преломления велика или мала.

Кристаллы почти всегда имеют более высокий показатель преломления, чем маточный раствор, из которого они отделяются (п = 1,33 - 1.4+); поэтому с небольшой практикой оценка может быть выражена численно до первого десятичного знака.

Если материалы постоянно рассматривается в той же иммерсионной жидкости (как, например, минералы в канадском бальзаме, п = 1,53), возможны более точные оценки.

С осевым освещением... приводит к увеличению яркости во внутренней части тестируемой частицы, если она имеет более высокий показатель преломления, чем окружающая среда.

Обратный эффект получается, если частица погружена в более преломляющую среду.

Это связано с сходящимся или расходящимся действием на падающий свет, как показано на рис. 129 для идеального случая сферических частиц...

Эксперимент 1. (a) Поместите небольшую каплю слизи (п = 1.4-) или другой вязкой жидкости на объект-слайд, и движение воздуха (п = 1,0) в нее вбивайте, пока не образуются многочисленные крошечные пузырьки.

Накройте стекло, и изучите один из более мелких пузырьков, который образует примерно сферическую форму, с использованием 8-мм. объектива в осевом проходящем свете.

Полученное изображение будет ярким диском света, ограниченным темным кругом.

Измените центр вверх и вниз и обратите внимание на то, что яркий центр изображения уменьшается и становится самым острым в пункте ниже максимального диаметра сферы.

(Б) - Повторите, используя суспензию капель масла (п = 1,4 - 1,5) в воде (п = 1.33).

Обратите внимание на то, что затененный контур менее широкий, потому что различие в показателях преломления меньше, чем в (a).

Варьируйте фокус и заметьте, что яркая центральная часть изображения является самой острой в пункте выше уровня капельки.

Тест Becke. — Если объект ограничен почти вертикальными поверхностями, тонкая полоса света видна по его контуру, когда узкий осевой осветительный конус и объектив низкой апертуры используются. Этот феномен называется линия Becke.

Узкий яркий ореол перемещается к среде с более высоким показателем преломления, если фокус поднят, и к среде с более низким показателем преломления, если фокус понижен* (Рис. 130).

Если объект очерчен наклонных или искривленных поверхностей, аналогичные, хотя и менее надежные явления проявляются.

Наклонное освещение (Oblique illumination) также служит тестом относительного показателя преломления.

Если объект освещен односторонним наклонным проходящим светом, то он будет несимметрично затенен, и поведение тени, будет противоположным, в зависимости от которого фаза является более преломляющей (Рис. 131).

Если частица окружена средой с более низким показателем преломления, то результат будет представлен затенением на стороне, противоположной той, с которой косой свет приходит; в то время как, если окружающая среда имеет более высокий показатель преломления, то справедливо обратное.

Это происходит из-за схождающего или отклоняюшего влияния на падающий свет.

Наклонное освещение получено или экраном, введенным в одной стороне объектива, или переместив микроскоп от оси осветительного конденсатора. Подобные результаты могут быть легко получены, затенив одну сторону апертуры конденсора обычного микроскопа.

В оценке интенсивности контуров на границах кристаллов, как признака различия в показателях преломления, чернота теней имеет больше значения, чем их ширина, которой управляет, прежде всего, наклон лицевой стороны.

В определении неизвестного показателя преломления желательно начаться с жидкости n=приблизительно 1.55, так как это находится приблизительно посреди диапазона возможностей. Мало того, что экземпляр должен быть проверен, чтобы установить, находится ли его показатель преломления выше или ниже этой стоимости, но оценки, должен быть сделан относительно величины различия. Следующая используемая жидкость должна быть выбрана в соответствии с этой ориентировочной стоимостью и вторым тестом, сделанным из направления и количества различия между неизвестным и стандартным. Обычно меньше чем десять испытаний требуются, и с практикой в интерпретации степени контраста меньше чем половина этого числа обычно достаточна.

Для предварительных исследований, особенно если количество тела ограничено, изменчивые чистые жидкости полезны, так как они служат, чтобы установить приблизительный диапазон и могут быть испарены полностью, таким образом, образец доступен для дальнейших тестов.

Точность иммерсионных методов достаточна, чтобы показать различия показателя преломления ±0.005, завися в основном от диспергирующей способности жидкости, которая должна предпочтительно быть немного больше, чем тела, если чрезмерных и запутывающих цветных ореолов нужно избежать. При помощи монохроматического света и контролируемой температуры может быть достигнута точность ±0.002 или даже ±0.001.
Точность теста Becke несколько больше, чем тот из обычного метода наклонного освещения.