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

65022. Мужской союз, дружина и гвардия у монголов: преемственность и конфликты 157.5 KB
  Мужской союз дружина и гвардия у монголов: преемственность и конфликты Употребляя в заглавии данной работы термин мужской союз автор невольно вынужден значительную ее часть посвятить доказательству тезиса о существовании организаций...
65023. ТУРАНСКАЯ СИБИРЬ 76.5 KB
  История Сибири писалась прямо скажем весьма странным образом. Самая заметная странность это начало истории Сибири с тех пор как русские о ней услышали. В 1032 году новгородцы как записано в €œПовести временных лет впервые проникли в устье Оби и с этих пор в русской историографии отсчитывается история Сибири.
65024. Амир Темур и монета Термеза 761 год 53 KB
  Период распада чагатаидского улуса почти не нашел своего отражения в дошедших до нас письменных источниках поэтому монеты нередко становятся главным а иногда единственным тому свидетельством. Особый интерес представляют две различные медные посеребренные монеты чеканенные в Термезе в 761 г.
65025. Касимов: ханы, гробницы, ученые 90 KB
  Юбилей любого города - скорее повод к празднику, чем источник для познания истории. Свидетельство летописей об основании Городца Мещерского Юрием Долгоруким в 1152 году, хоть и названо специалистами...
65027. О локализации золотоордынского города Керман 42.5 KB
  В науке утвердилось мнение о существовании в золотоордынское время города Керман располагавшегося якобы возле деревни Альменьево в нынешней Чувашии который недолгое время чеканил собственную монету. Об этом кладе известно следующее...
65029. К вопросу о генеалогии ханов Золотой Орды в период «Великой Замятни» 249 KB
  Доминантным в комплексе кризисных явлений являлся династический кризис связанный со смертью Бердибека последнего потомка Батухана. После смерти Бердибека теоретически отныне легитимным мог считаться любой правитель нёсший в себе кровь 4 старших сыновей Чингизхана.
65030. О древнейшем типе героя в эпосе тюрко-монгольских народов Сибири 109.5 KB
  В якутском олонхо так же как и в алтайских и бурятских поэмах за указанием эпического времени совпадающего с мифическим следует описание прекрасной страны в которой живет герой но здесь это не просто благодатный уголок земли с прекрасными пастбищами...