Измерение постоянной Гладстона-Дейла и молекулярной рефракции для воздуха. Вишняков В.И - 2 стр.

Соотношение (4) в более общем виде для конденсированной диэлектрической среды, в которой
на каждую частицу внешнее поле воздействует не только непосредственно, но и через
изменение внутренних полей, создаваемых окружением частицы, было получено независимо и
практически одновременно двумя учёными – Лорентцом и Лоренцом:
                                ε ε−1         3 n2 − 1                            (6)
                          α =     ⋅        =     ⋅ 2
                                N ε+2        N n +2
       Это соотношение выражает связь между феноменологической теорией Максвелла и
теорией атомно-молекулярного строения вещества. Вместо средней поляризованности α часто
используют другую величину (R), называемую молекулярной рефракцией (в случае
одноатомных веществ она называется атомной рефракцией). Это, по существу, полная
поляризованность вещества, определяемая как
                                        1                                         (7)
                                    R=     N Aα .
                                        3
Здесь NA-число Авогадро.
Выразим концентрацию N через молярную массу µ и плотность ρ
                                             µ
                                    N = NA .
                                             ρ
Тогда из (6) молекулярную рефракцию можно представить в виде
                                      N n2 − 1
                                 R =     ⋅         .
                                      ρ n2 + 2
Для газа (n2≈1)
                                     2 µ                                          (8)
                                R =    ⋅ ( n − 1 ).
                                     3 ρ
       Поляризация неполярного диэлектрика определяется двумя факторами:
1) поляризацией молекулы, т.е. величиной наведённого дипольного момента;
2) ориентацией этих моментов внешним полем.
Учитывая эти факторы, полную поляризованность можно представить как
                                        α = α эл + α ор

где αэл – электронная поляризуемость, которая определяется электрической структурой
молекулы, учитывает первый фактор; αор - ориентационная поляризуемость которая зависит от
температуры (изменяясь обратно пропорционально ей – закон Кюри), учитывает второй
фактор.
        Если температура постоянная, то α = const, и R не зависит от плотности газа, т.е. n-1 и ρ
пропорциональны друг другу, как это следует из формулы (8). Это подтверждается
экспериментальными данными, которые показывают, что молекулярная рефракция остаётся
практически постоянной и при конденсации газа в жидкость. Формула (8), выраженная в виде
                                     n − 1 = Kρ                                            (9)
называется соотношением Гладстона-Дейла.
Здесь
                                               3 R
                                         K =      ⋅
                                               2 µ
 - постоянная Гладстона-Дейла (для разных газов различна). Она практически не зависит от
температуры и давления и мало зависит от длины волны света
                                                    c
                                          λ = 2π
                                                    ω