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

84604. Разработка токарно-винторезного станка модели 16К20 2.51 MB
  Совершенствование машин, увеличение их сроков службы, повышение скоростей и производительности, снижение габаритов и веса, а также повышение точности требует дальнейшего улучшения качества конструкции выпускаемых корпусов, валов и втулок: повышения их грузоподъемности, долговечности и надежности...
84605. Введение в ППВШ. Ценности и цели образования 102.5 KB
  Раскрыть роль и возможность ПП в саморазвитии, самореализации и самоутверждении человека. Ознакомить с представлением о том, какие существуют основы жизнедеятельности в обществе и содействовать активной гражданской позиции. Содействовать гуманитарному развитию студентов. Повышение профессионального мастерства
84606. Пути совершенствования социального обслуживания населения как элемента социальной политики на примере муниципальных образований «Котлас» и «Котласский район» 562.5 KB
  Цель исследования: выявление роли социальных услуг в организации социального обслуживания населения и разработка рекомендаций по оптимизации социального обслуживания населения на муниципальном уровне. Объект исследования: социальное обслуживание населения в муниципальных образованиях «Котлас» и «Котласский район»
84607. Исследование производительности протокола передачи кадров «с непрерывной передачей» в компьютерной сети 1.45 MB
  В XXI веке различия между сбором, транспортировкой, хранением и обработкой информации продолжают быстро исчезать. Организации с сотнями офисов, разбросанных по всему миру, должны иметь возможность получать информацию о текущем состоянии своего самого удаленного офиса мгновенно, нажатием кнопки.
84608. Проект телефонных услуг на базе IP-телефонии 4.81 MB
  Основными объективными предпосылками возникновения идеи сетей следующего поколения NGN являются: успехи пакетных технологий передачи информации, обусловившие бурный рост цифрового трафика, прежде всего за счет расширения использования Интернет; увеличение спроса на подвижную связь и на новые мультимедийные...
84609. Организация сбыта товаров в оптовой торговле и оценка его эфективности на примере предприятия ООО Сибирский деликатес 110.98 KB
  Цель курсовой работы – разработка мероприятий по совершенствованию сбытовой деятельности с целью достижения устойчивого состояния предприятия на рынке и конкурентоспособного положения оптового предприятия.
84610. Разработка рецептуры питьевого йогурта со злаковыми культурами 1.25 MB
  Целью нашей работы является разработка рецептуры питьевого йогурта со злаковыми культурами. Рецептуры указаны в государственных отраслевых стандартах технических условиях технологических инструкциях.
84611. Модернизация системы автоматического регулирования температуры в термокамере машины ТО-180 14.69 MB
  Стабилизацией называю. процесс придания камвольным тканям - тканям из смеси шерсти с синтетическими волокнами устойчивых фиксированных размеров и рисунков ткацкого переплетения, а также способности противостоять образованию необратимых деформаций в процессах последующей обработки и эксплуатации.
84612. Расчет и проектирование фундаментов зданий и сооружений 1.29 MB
  Проектирование фундаментов на естественном основании Предварительное назначение основных параметров и размеров фундаментов Определение расчетного сопротивления грунта Конструирование фундамента и уточнение действующих нагрузок Определение вертикального напряжения от собственного веса грунта на...