 |
|
I. Определение показателя преломления стекла с помощью микроскопа.
1. Измерьте микрометром толщину пластинки 3 раза в различных местах. Из полученных результатов найдите среднее значение.
2. Положите пластинку на предметный столик так, чтобы пересечение царапин оказалось в центре поля зрения микроскопа.
3. Поверните черный лимб, расположенный на основании микроскопа против часовой стрелки до упора. При этом объектив поднимется вверх. Чуть повернув лимб по часовой стрелке, совместите большую риску с отметкой на корпусе. Микроскоп готов к измерениям.
4. Ручками грубой фокусировки, которые находятся на корпусе микроскопа, сфокусируйте объектив микроскопа на четкую видимость верхней царапины.
5. Вращайте лимб точной фокусировки по часовой стрелке до четкой видимости нижней царапины (при этом объектив микроскопа опускается). Подсчитайте число полных оборотов «S», каждый полный оборот содержит восемнадцать (18) маленьких делений, а затем число оставшихся маленьких делений (цена деления которых Z = 0,03 мм).
Тогда кажущуюся толщину пластинки можно вычислить по формуле:
d1 = (m S + k) Z. (6)
Подставляя значения d и d1 в формулу (5), определите показатель преломления стеклянной пластинки.
Измерения проделайте 3 раза и результаты внесите в табл. 1.
Таблица 1.
| № п/п | d (мм) | k | m | S | d1 (мм) | n | Dn | 
| 
|
| ср. зн. |
II Определение показателя преломления стекла с помощью плоско-параллельной пластинки и булавок.
1. Чистый лист бумаги положите на пластинку из пенопласта. Посредине
листа положите стеклянную пластинку и за ней вколите вертикально одну булавку (А), как показано на рис 3.
2. Расположите глаз на уровне листа бумаги и поворачивайте стеклянную пластинку до тех пор, пока нижняя часть булавки, наблюдаемая сквозь толщину стекла, не будет значительно смещена относительно верхней.
3. Вколите вторую булавку (В) с той же стороны, где находится булавка (А), а две оставшиеся булавки (С и D) вколите по другую сторону пластинки так, чтобы основания всех четырех булавок, глядя через стекло, казались расположенными на одной прямой.
4.Очертите контуры пластинки, выньте булавки и отметьте места проколов буквами А, В, С, D. Затем снимите пластинку с бумаги.
5.Используя прямоугольник, произведите на листе бумаги следующие построения:
а) Проведите прямые ВК, DК1 и К1К;
б) Продолжите прямую К1К до края листа бумаги;
в) Проведите через точку К прямую МР
перпендикулярную граням пластинки;
г) Отложите на этом перпендикуляре произвольные
равные отрезки от точки К , т.е. КМ=КР;
д) Из точек М и Р опустите перпендикуляры: МN на
прямую КВ и РQ на прямую К1Е.
6. Из рис. 3 видно, что угол a – есть угол падения луча АВ на стеклянную грань, а угол b – есть угол преломления в стекле.
Запишем закон преломления для верхней границы раздела. Имеем
. (7)
Из треугольника МNK следует, что
. (8)
Из треугольника QPK получаем
. (9)
По условию построения МК = КР. Следовательно,
. (10)
7. Измерьте миллиметровой линейкой (угольником) отрезки МN и РQ и по формуле (10) определите показатель преломления стекла данной пластинки.
8. Эксперимент проведите не менее 3-х раз на разных листах бумаги, изменяя углы падения.
Результаты измерений и расчетов внесите в табл. 2.
9. В отчете выведите формулу (10).
10. Начертите ход лучей в микроскопе.
Таблица 2.
| № п/п | МN мм | PQ мм | n | Δn |  ×100%
|  
|
| cр. |
Контрольные вопросы
1. Сформулируйте основной закон геометрической оптики.
2. Объясните физический смысл абсолютного и относительного показателя преломления.
3. Знать выводы формул (5) и (10).
Литература
1. Бордовский Г.А., Бурсиан Э.В. Общая физика. Курс лекций.– Владос, 2001.– Т.2
2. Грабовский Р.И. Курс физики. – Санкт-Петербург: «Лань»,2002.
3. Трофимова Т.И. Курс физики. – М.: ACADEMA, 2005.
4. Бутиков Е.И. ,Кондратьев А.С. Физика. Электродинамика. Оптика. – М.: Физматлит., 2004.
5. Лабораторный практикум по общей и экспериментальной физике.
Под ред. Гершензона Е.М. и Мансурова А.Н. – М.: ACADEMA, 2005.
6. Инструкция к микроскопу БИОЛАМ.