Из чертежа видно, чтоСтр 1 из 2Следующая ⇒
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ СТЕКЛА Цель работы: Научиться определять показатель преломления стекла с помощью микроскопа и с помощью пластинки с параллельными гранями. Оборудование:1. Микроскоп БИОЛАМ. 2. Стеклянная пластина с царапинами на обеих поверхностях. 3. Микрометр. 4. Стеклянная пластинка с параллельными гранями. 5. Подставка из пенопласта. 6. Булавки – 4 штуки. 7. Прямоугольник. Теория Если свет падает на границу раздела двух сред (двух прозрачных веществ), то падающий луч 1 (рис.1) разделяется на два – отраженный 2 и преломленный 3, направления которых определяются законами отражения и преломления.
Закон преломления: луч падающий, луч преломленный и перпен-дикуляр, проведенный к границе раздела в точке падения, лежат в одной плоскости; отношение синуса угла падения к синусу угла преломления – есть величина постоянная для данных сред: , (1) где – относительный показатель преломления второй среды отно-сительно первой. Относительный показатель преломления двух сред равен отношению их абсолютных показателей преломления. Абсолютным показателем преломления среды называется величина , равная отношению скорости электромагнитных волн в вакууме к их фазовой скорости в среде: . (2) Закон преломления (1) можно записать в виде . (3) Из симметрии выражения (3) вытекает обратимость световых лучей. Если обратить луч 3 (рис.1), заставив его падать на границу раздела под углом , то преломленный луч в первой среде будет распространяться под углом , т.е. пойдет в обратном направлении вдоль луча 1. Показатель преломления зависит от свойств среды и длины волны света. Он является важнейшей характеристикой вещества, связанной с его химической структурой, с концентрацией и плотностью (в случае исследования жидких растворов). Существуют различные методы определения показателя преломления. В данной работе используются два метода: 1.Определение показателя преломления стекла с помощью микроскопа, 2.Определение показателя преломления стекла с помощью плоско-параллельной пластинки и булавок.
I. Метод Для определения показателя преломления стекла с помощью микроскопа берут плоскопараллельную пластинку с нанесенными на ее обеих плоскостях неглубокими царапинами. Для того, чтобы легко было распознать, нанесена ли наблюдаемая в микроскопе царапина на верхней или нижней поверхности, удобно на одной поверхности провести царапину вдоль пластинки, а на другой – поперек.
Рассмотрим ход лучей 1 и 2, вышедших из точки О, лежащей на нижней царапине. Луч 1 идет по направлению ОА, совпадающему с направлением нормали к поверхности пластинки. Луч 2 идет по направлению ОВ и падает на верхнюю поверхность под достаточно малым углом β, когда синусы можно заменить тангенсами. Преломившись в точке В, луч пойдет по направлению ВЕ (рис. 2.). Наблюдатель, находящийся над пластинкой, увидит уже точку О на пересечении двух лучей первого и продолженного преломленного луча ВЕ в точке О1. В этой же точке О1 также пересекутся после преломления продолжения всех лучей, которые выходят из точки О по направлениям, образующим малые углы с нормалью. Наблюдателю будет казаться, что все эти лучи выходят не из точки О, а из ее мнимого изображения О1. Поэтому, если наблюдатель настроил микроскоп на верхнюю царапину (точка А), то для того чтобы увидеть точку О, ему потребуется опустить тубус микроскопа не на расстояние ОА, равное d ( толщине пластинки), а на меньшее расстояние АО1, равное d1 - кажущейся толщине пластинки. Так как в объектив микроскопа попадает очень узкий пучок лучей, то углы и малы и синусы этих углов могут быть заменены их тангенсами. Из чертежа видно, что . (4)
Но так как АВ = ОС; АО1 = d1, ВС = d, то из формулы (4) получаем
, (5) где d – толщина стеклянной пластинки; d1 – кажущаяся толщина пластинки. Следовательно, для определения показателя преломления нужно истинную толщину пластинки разделить на ее кажущуюся толщину. Истинная толщина пластинки d измеряется микрометром. Кажущаяся толщина пластинки равна d1 разности отчетов положений тубуса при наводке микроскопа на верхнюю и нижнюю царапины. Методика измерений ©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|