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

84251. Размножение грибов 113.72 KB
  Строение высших грибов: а оидии; б хламидоспоры. В этом случае на определенном этапе вегетативного размножения грибов образуются специальные плодоносящие гифы воздушного мицелия. У низших грибов споры формируются внутри шаровидных мешочков – спорангиев внутри которых формируются внутренние споры эндоспоры.
84252. Классификация грибов. Характеристика наиболее важных представителей различных классов 121.81 KB
  Характеристика наиболее важных представителей различных классов Грибы относятся к царству Mycot которое делится на два отдела в зависимости от наличия жесткой клеточной стенки: отдел Myxomycot слизевики и отдел Eumycot истинные грибы. К этому классу относятся низшие грибы имеющие несептированный многоядерный мицелий. К фикомицетам относятся мукоровые грибы которые широко распространены в природе. Грибы рода Мисоr рис.
84253. Дрожжи. Их формы, размеры. Размножение дрожжей. Принципы классификации дрожжей 109.75 KB
  Принципы классификации дрожжей Дрожжи – высшие грибы утратившие способность образовывать мицелий и превратившиеся в результате этого в одноклеточные организмы. Несколько реже встречаются цилиндрические палочковидные грушевидные и лимоновидные дрожжи. Почкованием обычно размножаются дрожжи овальной формы. Делением размножаются дрожжи цилиндрической формы.
84254. Отличительные признаки вирусов 31.92 KB
  Эти организмы получили название фильтрующие вирусы а затем просто вирусы. Вирусы обладают следующими характерными особенностями отличающими их от других организмов. Вне живой клетки вирусы ведут себя как объекты неживой природы например способны кристаллизоваться.
84255. Строение, размеры, формы, химический состав вирусов и фагов. Классификация вирусов 37.28 KB
  Классификация вирусов формы химический состав вирусов и фагов. Классификация вирусов Вирусная частица вирион состоит из спирально закрученной нуклеиновой кислоты – ДНК или РНК покрытой снаружи белковой оболочкой капсидом. Содержание нуклеиновой кислоты и белка у разных вирусов неодинаковое.
84256. Репродукция вирусов. Развитие вирулентного и умеренного фагов. Понятие о лизогенной культуре 78.28 KB
  На этой стадии происходит прикрепление вируса к поверхности клетки. Внутрь клетки проникает лишь нуклеиновая кислота. Инъецированная нуклеиновая кислота фага прежде всего вызывает полную перестройку метаболизма зараженной клетки. Выход фагов из клетки.
84258. Способы питания микроорганизмов 33.22 KB
  Пищей обычно называют вещества которые попав в живой организм служат либо источником энергии необходимой для процессов жизнедеятельности либо материалом для построения составных частей клетки. Голофитный способ – живые существа используют питательные вещества всасывая их в виде относительно небольших молекул из водного раствора. Чтобы проникнуть в клетку питательные вещества должны находиться в растворенном состоянии и иметь соответствующий размер молекул. Однако это не означает что микроорганизмы не используют высокомолекулярные...
84259. Химический состав микробной клетки 33.69 KB
  Связанная вода входит в состав коллоидов клетки и с трудом высвобождается из них. С потерей связанной воды нарушаются клеточные структуры и наступает гибель клетки. При удалении свободной воды гибели клетки не происходит.