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

55996. СУЧАСНА ШКОЛА – ТЕРИТОРІЯ ЗДОРОВ‘Я 529 KB
  Колектив школи намагається працювати за моделлю здоров’язберігаючого середовища найбільш значимими компонентами якої є: створення комфортних умов навчання і виховання та використання оздоровчих методик які...
55997. Ми тепер не просто діти – ми тепер вже школярі! 99 KB
  Я -– лінь Живу вже сотні поколінь Всі мене люблять всі чекають Коли прийду не проганяють І я вас діточки люблю За лінощі вас поважаю Сама нічого не роблю І вам усім того ж бажаю
55998. Ми тепер не просто діти, ми тепер вже школярі 84.5 KB
  А як називається казка в якій ви зі мною познайомилися хто скажеДіти відповідають. А ви діти хотіли б помандрувати до цієї країни Але що ж мені робити Як потрапити до країни Знань Заходить Карабас Карабас...
56000. СХОДИНКИ ДО ВЕРШИНИ «Я» 565 KB
  Заняття можуть проводитися як з цілим класом так і з окремими групами. Заняття вміщують теоретичну та практичну частини. Підсумкове заняття.
56001. Літературний монтаж до дня народження класика світової літературі Шолом-Алейхема 85.5 KB
  Мене радує що ти з великим бажанням взявся за вивчення ремесла Наші мудреці говорили що не соромно здирати шкуру з падалі тільки б не жити милостинею людською. Дорогий тато Сьогодні о пятій шостій годині після обіду я повідомив тобі радісну новину...
56002. Музыкальные образы в творчестве Ф. Шопена 70.5 KB
  Организационный момент музыкальное приветствие 56 минут Учитель: Ребята сегодня наш урок немного необычный. Вопрос Ответ Национальность Поляк Семья Мать отец три сестры Первый учитель по классу фортепиано...
56003. «Серце моє там, де моя батьківщина» Ф.Шопен 65.5 KB
  На фоні музики декламуються вислови митців про Шопена. Шопен хворів стражданнями своєї батьківщини хворів розлукою зі своїми рідними і друзями хворів тугою за вітчизною і своє щире глибоке горе висловив у дивних поетичних звуках.
56004. Дітям про Шопена 150 KB
  МЕТА: показати учням можливості музики у втіленні почуттів людини через жанр інструментальної мініатюрипрелюдії; дати визначення понять ноктюрн скерцо; поглибити знання учнів про життя і творчість ...