Domanda:
Esiste un liquido commerciale con indice di rifrazione maggiore di n = 2?
Persian_Gulf
2019-08-18 11:47:07 UTC
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Per un'applicazione ho bisogno di un liquido commerciale e trasparente con indice di rifrazione $ n>2 $ .

  1. È disponibile questo tipo di liquido?

  2. Qual è la composizione chimica di questo?

  3. Sul Web, solo $ n = 1.81 $ è routine.

Trasparente su quale intervallo di lunghezze d'onda?Questo tipo di requisito richiede più specifiche.Riesci a tollerare un po 'di assorbimento ad alcune lunghezze d'onda?Quanto?E la dispersione?Hai bisogno di n = 2 a 450nm?A 700nm?
Anche gli intervalli di temperatura in cui dovrebbe essere liquido possono essere rilevanti.
@Roger nella regione visibile (380-700 nm)
@Roger a temperatura ambiente (T = 23 C)
@Persian_Gulf Quindi un liquido con n> 2 ma che trasmette solo, diciamo, 390nm-700nm non va bene per te?* Deve * avere una trasmissione fino a 380nm?Qual è un coefficiente di assorbimento tollerabile oltre l'intervallo?n non è inoltre costante nell'intervallo in qualsiasi materiale.Ti interessa qual è la dispersione dell'indice del liquido?
Per caso, questa domanda ha a che fare con la gemmologia e le misurazioni dell'indice di rifrazione OTL ("oltre il limite") delle pietre preziose?In tal caso, consultare questo URL per informazioni su come modificare un microscopio per misurare indici di rifrazione superiori a 1.81: https://www.gemsociety.org/article/measuring-gemstone-ri-1-81/.Dati i requisiti dichiarati (temperatura ambiente; 380-700 nm; trasparente), lo zolfo standard in ioduro di metilene è la soluzione pratica per i test gemmologici e mineralogici con la metodologia standard.
Se vuoi una cosa che "non sia velenosa e possa essere usata come riempitrice di spazi nei rifrattometri (spazio tra prisma e pietre)", allora perché non scriverlo in questione?
Sei risposte:
#1
+27
blu potatos
2019-08-18 14:32:30 UTC
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Definizione di indice di rifrazione:

$ n = \ frac {c} {v} $

Se n > 2 significa che la velocità della luce nel materiale è inferiore alla metà rispetto al vuoto, quindi deve esserci una forte interazione con il materiale.


Uno dei più alti indici di refrattarietà nei liquidi è 1,79 (20 ° C) posseduto da una soluzione di zolfo in ioduro di metilene ( $ CH_2I_2 $ ). I liquidi sono meno densi dei solidi e questo spiega perché è difficile avere un indice di refrattario maggiore di 2. Ho trovato un articolo sulla natura che dice:

Il monobromuro di selenio, Se2Br2, ha un indice di rifrazione maggiore di quello di qualsiasi liquido puro finora registrato. Preparato per combinazione diretta, il valore per $ \ nu $ è 1,96 ± 0,01 che sale a 2,02 per esposizione all'atmosfera, a causa della decomposizione del bromuro, con separazione e riassorbimento di selenio.

https://www.nature.com/articles/133066b0

EDIT: Da un documento più recente (2016), selenio il monobromuro si conferma come uno dei liquidi con il più alto indice di rifrazione (> 2). Tuttavia, il diiodometano è più facilmente accessibile in commercio.

Un promettente solvente candidato è il diiodometano liquido organico (CH2I2), che è uno dei liquidi con i più alti valori di indice di rifrazione conosciuti (n = 1,74). Sebbene esistano altri liquidi ad alto indice di rifrazione (fenildi-iodoarsina (C6H5AsI2) con n = 1,85 e selenio monobromuro (Se2Br2) con n = 2,1), il diiodometano ha il vantaggio principale di essere disponibile in commercio. Inoltre, il diiodometano è un eccellente solvente e si dice che molte formulazioni liquide che utilizzano sali disciolti in diiodometano aumentino l'indice di rifrazione e sono persino disponibili in commercio.

https: //www.osapublishing. org / ao / abstract.cfm? uri = ao-55-12-3165

Ah, e perché pensi che lo zolfo in qualsiasi solvente sia trasparente?
Nota importante, "finora registrato" si riferisce al 1934, l'anno del giornale.
@Mithoron è zolfo in CH2I2 non in alcun solvente!
#2
+14
Nilay Ghosh
2019-08-18 19:16:47 UTC
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Per completare la risposta di @ blu_potatos, ci sono altri contendenti che hanno un indice di rifrazione maggiore di 2

  1. Di / trisolfuro di arsenico e zolfo e / o selenio e / o solfuro di mercurio in arsenico solvente tribromuro con indice di rifrazione compreso tra 2.0 e 2.07 (il tribromuro di arsenico sembra attaccare i prismi di vetro al piombo dei rifrattometri, corrodendo il metallo, velenoso in natura e reattivo verso alcuni minerali)
  2. fosforo e / o zolfo in solvente solfuro di carbonio avente RI = 2.01 / 2.07 (il disolfuro di carbonio è altamente volatile, molto infiammabile e velenoso. Le soluzioni contenenti fosforo bianco devono essere mantenute al buio poiché la luce provoca la conversione del fosforo bianco in la forma rossa, che è più velenosa).
  3. Selenio e / o zolfo in solvente fosforo avente RI = 2,2-2,5 (Le soluzioni di selenio nel fosforo non possono essere acqua mentre si decompongono).
  4. Selenio in monobromuro di selenio solvente avente RI> 2.02 (il monobromuro di selenio è instabile decomponendosi in selenio)
  5. È stato osservato un sistema ternario di fosforo-zolfo-metilene ioduro con RI fino a 2.06

\ begin {array} {c | c} \ mathbf {component} & \ mathbf {RI} \\\ hline \ text {P ( solido) a 29 ° C} & \ text {2.15} \\\ text {P (liq.) a 44 ° C} & \ text {2.10} \\\ text {PS-CH2I2 a 25 ° C} & \ text {2.06} \\\ text {P-CH2I2 (satd.) A 18 ° C} & \ text {1.94} \\\ text {CH2I2 a 15 ° C} & \ text {1.74} \ end {array} span>

Ci sono molti altri liquidi con un valore RI compreso tra 1,5 e 2,0 che sono stabili e possono essere utilizzati commercialmente. Vedi riferimenti

Riferimenti

  1. http://www.minsocam.org/ammin/AM40/AM40_398.pdf (1-4)
  2. http://www.minsocam.org/ammin/AM21/AM21_245.pdf (5)
  3. https://www.osapublishing.org/DirectPDFAccess/71A8545D-AFC6-6350-82F044C815273272_338928/ao-55-12-3165.pdf?da=1&id=338928&seq=0&mobile=no
Stai solo elencando la parte reale di un complesso indice di rifrazione di liquidi opachi?Oppure una soluzione di selenio nel fosforo è in qualche modo trasparente ad alcune lunghezze d'onda?(cfr. [Born & Wolf; Metalli alcalini trasparenti ai raggi UV? Cesio trasparente al blu?] (https://physics.stackexchange.com/q/269810/83380))
Hmmm, nessuno di questi sembra particolarmente attraente da usare in una dimostrazione in classe ...
@davidbak sì, non consiglierò di usare quei prodotti chimici.Sono cattivi.
`-1` Scherzi a parte, che aspetto ha il selenio disciolto nel fosforo *? * Sei sicuro che non sia metallico e opaco e hai semplicemente lasciato cadere la parte immaginaria dell'indice di rifrazione?Quali materiali nella tua lista possono effettivamente trasmettere la luce in misura apprezzabile?
@NilayGhosh quale di queste sostanze chimiche sono trasparenti, non velenose e possono essere utilizzate come riempitivi di spazi nei rifrattometri (spazio tra prisma e pietre)?
#3
+6
James Demers
2019-08-20 04:17:20 UTC
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Le soluzioni di fosforo nel disolfuro di carbonio non sono solo puzzolenti e tossiche, ma sono orribilmente inclini a prendere fuoco. Lo ioduro di metilene è cancerogeno. Il selenio ei suoi composti sono tossici e notoriamente maleodoranti. Poiché stiamo giocando nel cattivo vicinato della tavola periodica, i liquidi ad alto RI sono uniformemente, estremamente sgradevoli.

L'indice di rifrazione dello iodio liquido è 1,934 a 114 ° C https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/13642818608239022 Questo potrebbe essere il miglior candidato per condurre esperimenti. La trasparenza nell'intervallo visibile (sopra i 450 nm) è molto limitata, ma almeno la roba non ti incenerirà, non ti ucciderà o indurrà i tuoi vicini a ucciderti.

#4
+4
Ed V
2019-08-20 22:01:56 UTC
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Sulla base delle due domande del PO e dei numerosi commenti del PO, il PO vuole sapere se esiste un liquido disponibile in commercio che, a 23 ° C, è trasparente nell'intervallo da 380 a 700 nm. Come l'OP ha affermato in un commento, il liquido dovrebbe essere "non velenoso e può essere usato come riempitivo di spazi nei rifrattometri (spazio tra prisma e pietre)".

Nei test gemmologici degli indici di rifrazione delle pietre preziose, il limite superiore dell'indice di rifrazione è 1,81, se un liquido di contatto viene utilizzato in un rifrattometro gemmologico convenzionale. Vedi, ad esempio, https://www.gemsociety.org/article/measuring-gemstone-ri-1-81/. Come notato in questo articolo sostanziale, su http://gemologyproject.com/wiki/index.php?title=Refractometer, i due liquidi di contatto ad alto indice di rifrazione sono

  1. una soluzione satura di zolfo in di-iodometano (n = 1,79) e
  2. una soluzione satura di zolfo, di-iodometano e tetraiodoetilene (n = 1,81).

Non le soluzioni più piacevoli, ma molto migliori delle possibilità esotiche e molto più tossiche che “sono così tossiche da essere utilizzate solo in laboratori appositamente attrezzati”. (Citazione da http://gemologyproject.com/wiki/index.php?title=Refractometer).

Quindi le risposte alle due domande dell'OP sono "no" e " non si applica ", rispettivamente.

#5
-1
Alexander Senencha
2019-09-20 00:43:24 UTC
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esiste un prodotto così commerciale. vetro da immersione per la diagnosi dei difetti del diamante, nome commerciale s255_1. la sua predominanza è 2,41, la temperatura di rammollimento è di 130 gradi Celsius. usiamo un tale farmaco.

Puoi aggiungere un collegamento a cui qualcuno può trovare le informazioni di base per questo prodotto?
Quindi non un liquido a 23 gradi Celsius, come specificato dall'OP.
#6
-4
Luke
2019-08-19 08:52:12 UTC
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Saccarosio o glucosio in H2O = circa 1,4-1,5 a seconda della composizione e della concentrazione

Glicerolo = 1,473 Toluene = 1,5 Clorobenzene = 1,524

Superamento di quello senza un'infiammabilità molto elevata / la tossicità / reattività è difficile

Vedi https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_refractive_indices per alcuni prossimi 2
Se qualcuno sta cercando un indice di rifrazione maggiore di 2, un elenco di sostanze con indici di rifrazione intorno a 1,5 non è molto utile.
@Mark Ho la sensazione che rispondere dicendo no, è una cattiva idea, anche indirettamente, è appropriata solo qui.Molto meglio quindi elencare cose orribili e per lo più * opache *, solo perché sono su qualche elenco.


Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 4.0 con cui è distribuito.
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