50459

Определение показателя преломления плоско-параллельной пластинки при помощи микроскопа

Лабораторная работа

Физика

Цель работы: изучение законов геометрической оптики применение закона преломления для определения коэффициента преломления прозрачных объектов. 3 синус угла падения i относится к синусу угла преломления r как скорость света в первой среде относится к скорости света во второй среде Последний закон говорит о том что свет распространяется в различных средах с разной скоростью. Для двух данных сред и для луча данной длины волны отношение скорости света в среде 1 к скорости света в среде 2 или...

Русский

2014-01-24

39.5 KB

3 чел.

Определение показателя преломления

плоско - параллельной пластинки при помощи микроскопа.

Цель работы: изучение законов геометрической оптики, применение закона преломления для определения коэффициента преломления прозрачных объектов.

Введение.  При прохождении света через ровную и плоскую границу двух прозрачных сред неодинаковой оптической плотности, падающий луч света АО разделяется на два луча: отраженный ОВ и преломленный ОД (рис. 1)

Рис. 1.

Направления этих лучей определяются следующими законами:

1) луч АО, падающий на преломляющую поверхность, нормаль ОN к поверхности в точке падения NON, луч отраженный ОВ и преломленный ОД лежат в одной плоскости.

2) угол отражения NOB числено равен углу падения AON.

3) синус угла падения i относится к синусу угла преломления r, как скорость света в первой среде 1 относится к скорости света во второй среде 2:

                 (1)

Последний закон говорит о том, что свет распространяется в различных средах с разной скоростью. Для двух данных сред и для луча данной длины волны отношение скорости света в среде 1 к скорости света в среде 2, или отношение синуса угла падения к синусу угла преломления, называется относительным показателем преломления второй Среды по отношению к первой.

Если одна из сред, например 1, вакуум, то показатель преломления n2 данной cреды 2 по отношению к вакууму называется абсолютным показателем преломления или просто показателем преломления.

Абсолютный показатель преломления n2 в этом случае определяется соотношением (рис. 1):

где с - скорость света в вакууме (3 1010 см/сек),   2 - скорость света в среде 2.

Таким образом, абсолютный показатель преломления есть отношение скорости света в вакууме к скорости света в данной среде

Относительный показатель преломления двух сред n21 связан с абсолютным показателем преломления

 или  n2 sinr = n1 sini

Таким образом, в более общем виде: nk sin ik = const. Это означает, что при прохождении света через границы различных сред произведение абсолютного показателя преломления на синус угла к нормали сохраняется.

Метод измерения показателя преломления.

В основе метода лежит явление смещения луча при прохождении им плоско - параллельной пластинки (рис. 2). Из рисунка видно, что

Разлагая sin(- ) по тригонометрической формуле и воспользовавшись законом преломления (1), получим:

            (2)

Таким образом, измерив смещение луча света, можно определить показатель преломления пластинки nпл.

Экспериментальная часть.

В работе при помощи измерительного микроскопа измеряется смещение луча S, вызванное плоско - параллельным слоем дистиллированной воды, помещенной в специальную кювету (рис. 3).

                     Рис. 2.                                                                 Рис. 3.

В этом случае мы имеем как бы три плоско - параллельные пластинки и под действием каждой луч света испытывает смещение, которое можно записать в виде:

S = 2Sкюв + Sводы

Если теперь вылить воду из кюветы, то, очевидно, что смещение будет равно 2Sкюв, и, следовательно, можно определить смещение, вызываемое водой Sводы.

Порядок выполнения работы.

1. Ознакомиться с описанием микроскопа МИ-1.

2. Сфокусировать микроскоп на предметный столик, добиваясь резкого изображения перекрестия предметного столика.

3. С помощью микрометрического винта совместить перекрестия предметного столика и окуляра.

4. Поставит на предметный столик наклонную плоскость. снова сфокусировать перекрестия и измерить смещение 2Sкюв, вызываемое пустой кюветой.

5. При помощи шприца налить в кювету дистиллированной воды и снова измерить смещение, равное 2Sкюв + Sводы.

Внимание: при определении смещений барабан микроскопа вращать в одну сторону!

6. Вылить воду из кюветы и просушить ее. Снять с предметного столика наклонную плоскость и измерить угол наклона.

7. Микроскопом измерить толщину стенок кюветы.

8. По формуле (2) вычислить показатель преломления вещества кюветы и дистиллированной воды. При вычислении nкюв и nводы помнить, что в первом случае “среда 1” (рис. 2) - это воздух, во втором случае - вещество кюветы.

Литература.

1. Фриш С. Э, Тиморева А. В. “Курс общей физики”, т.3

2. Ландсберг Г. С. “Оптика”.

Контрольные вопросы:

1.Законы отражения и преломления света.

2.Выражение для определения показателя преломление плоскопараллельной пластинки. Какие величины, входящие в него, необходимо измерить? Какие величины, входящего в него, необходимо измерить? Как это делается?

3.Схема установки (ход лучей).


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

77351. NEW APPROACHES TO VISUALIZATION OF PROCESSES 27 KB
  Nebogtikov The serch of new types of views is the importnt problems in computer visuliztion systems used for representtions of complex processes. Such pproches pper in vrious res of computer visuliztion see for exmple. We need n dditionl serch of more simple visuliztion metphors tht llow more effective nlysis of bstrct dt.
77352. Общение в Интернете: реальность или уход от нее 17 KB
  Строятся предположения о том что постоянные пользователи интернета с его помощью избегают социальных контактов или возможно изза посещения сети Интернет пользователи теряют способность к живому общению и взаимодействию с другими людьми. Также был использован инструментарий для оценки социальной тревожности измеряемой как сумма страха перед социальными контактами и избегания социальных контактов. Обнаружена отрицательная корреляция между избеганием социальных контактов и количеством друзей знакомых только через интернет интернетдрузья....
77353. ОДИН ПОДХОД К ВЫЧИСЛЕНИЯМ ПО ЗАПРОСУ 33.5 KB
  Проект содержит в себе способ запуска программы перечень входных данных способ их передачи к программе способ сбора результатов вычисления. В данном подходе среда может автоматически решить задачу построения графического интерфейса создав его по описанию входных и выходных данных. Также автоматизируется: передача данных между интерфейсом и программой учет пользователей запусков и результатов контроль ресурсов. Методы распределённых вычислений на основе модели потока данных.
77354. On practice of views design in computer visualization systems 13.5 KB
  For correct nd effective visul representtion it is necessry to understnd ccurtely wht sttes nd fetures of the given object re under interest becuse representtion of fetures sttes nd chnges of sttes there is primry gol of visuliztion. View one my define s the...
77355. ONE APPROACH TO COMPUTING ON DEMAND 26.5 KB
  Consider sitution when we wnt to provide remote ccess to such progrm using the grphicl interfce. It is not esy for mthemticin to upgrde his progrm to the scenrio described bove. This project contins description how to run the progrm list of input dt wy to trnsfer it to the progrm nd the wy to collect the results.
77356. Описание параллельных вычислений при помощи замыканий 35 KB
  Переменная n из множества NMES принимает значение истина только в том случае когда вычислен блок данных с именем являющимся и именем n. Для вычисления в функцию F передаются 1 список аргументов RGS 2 битовый вектор со значениями переменных NMES и 3 вычисленные блоки данных имена которых совпадают с именами переменных из...
77357. ПСИХОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ФЕНОМЕНА ПРИСУТСТВИЯ В ВИРТУАЛЬНОЙ СРЕДЕ 103 KB
  Цель данной работы определить круг основных понятий связанных с человеческим фактором в контексте виртуальной реальности. В литературе приводятся такие понятия как виртуальная реальность среда виртуальной реальности виртуальная среда иммерсивная виртуальная среда присутствие англ.
77358. О реальности автоматизации отладки счетных программ 26.5 KB
  Современные отладчики позволяя осуществлять мониторинг по ходу исполнения программы помогают в локализации ошибок. Для таких систем нужна эталонная программа или эталонный запуск сохраняющий информацию о ходе выполнения программы. В частности о неправильности может сигнализировать сбой программы типа деления на ноль некорректного обращения к памяти или срабатывания ssertусловия. В случае плавающей ошибки анализируя выдачи программы при разных запусках можно попытаться обнаружить отличающиеся значения.
77359. Средства визуальной поддержки процесса распараллеливания последовательных программ 187 KB
  Одной из важных задач поддержки и организации супервычислений является задача распараллеливания огромных объемов прокладных программ, созданных в предшествующую эпоху для последовательных ЭВМ. Эти программы успешно решали задачи математической физики, моделирования химических процессов, небесной механики и др. После появления современных параллельных вычислителей с 1000 и 10 000 процессоров встает проблема превращения надежных и проверенных кодов в эффективные и мобильные параллельные программы.