Лабораторная работа №62. Отчет о лабораторной работе 62
Скачать 51.5 Kb.
|
Отчет о лабораторной работе №62 «Определение показателей преломления жидких и твердых тел» Принимал: Осипов В.С. Цель работы: определение показателей преломления стекла и жидкостей. Теория метода: Свет, с точки зрения классической электродинамики, представляет собой электромагнитные волны, распространяющиеся в вакууме с постоянной скоростью C = 3*108 м/с, не зависящей от частоты. Преломление света на границе раздела двух сред происходит вследствие изменения фазовой скорости световой волны при переходе из одной среды в другую. Физическая величина, определяемая отношением скорости света в вакууме к его скорости в веществе, называется абсолютным показателем преломления вещества: n = (1) По величине показателя преломления можно судить о свойствах данного вещества, о структуре его молекул, о типе химических связей между атомами, о плотности, о процентном составе (для газообразных и жидких смесей), можно исследовать диффузию и другие явления. Для всех сред, кроме вакуума (где n=1), показатель преломления больше единицы. Чем больше абсолютный показатель преломления среды, тем более оптически плотной она является. Величина, определяемая отношением абсолютных показателей преломления сред, называется относительным показателем преломления: n21 = = (2), т.е. в веществе более оптически плотном свет распространяется медленнее, чем в веществе менее плотном. Согласно законам отражения и преломления света: i = i’; = n21 (3), где i, i’, r – соответственно углы падения, отражения и преломления (рис. 1). i i’ r Рис.1Если световая волна падает на границу раздела из оптически более плотной среды (1) на рис.2, то при некотором предельном угле падения i угол преломления будет равен 900, тогда sini = n21. При этом не наблюдается преломленной волны, а весь свет полностью отражается в первую среду, в связи с чем явление носит название полного внутреннего отражения. i (1) n1 r=900 (2) n2 Рис.2Измерение показателя преломления стеклянной пластинки с помощью микроскопа. Предмет, рассматриваемый через плоскопараллельный слой вещества, имеющего большую оптическую плотность по сравнению с воздухом, всегда кажется расположенным ближе. Ci A Sr d’ i d r O'O Рис.3Свет из точки О попадает в глаз, преломляясь на границе раздела двух сред в точке А. Наблюдателю кажется, что точка О находится на продолжении луча АС, т.е. в точке O’. Таким образом, точка О покажется расположенной ближе на величину OO’. Из треугольника OSA имеем SA = = OS*tgr, из треугольника O’SA – SA = O’S*tgi. Поэтому = , т.к. углы i и r малы. Последнее отношение определяет показатель преломления, следовательно: n = = (4). Истинная толщина стеклянной пластинки d измеряется микрометром, кажущаяся толщина d’ – с помощью микроскопа. Определение показателей преломления жидкостей с помощью рефрактометра ИРФ-22. В данной работе для быстрого определения показателей преломления жидкостей используется рефрактометр ИРФ-22, принцип действия которого основан на явлении, обратном явлению полного отражения.Вращая ручку поворота измерительной головки, добиваются появления в поле зрения границы светлого и темного полей. Окраска границы раздела устраняется вращением ручки компенсатора дисперсии. Совмещают границу раздела с перекрестием штрихов в окуляре и снимают отсчет по шкале показателей преломления. Шкала показателей преломления градуируется при 200С, и если измерения производятся при иных температурах, то в результат измерений вносится температурная поправка: n = 0.87(t-t0)N/t где N/t – температурный коэффициент показателя преломления стекла измерительной призмы, t – температура опыта, t0=200C. Таким образом: nt = 0.073(t-20)10-4 Результаты измерений и расчетов: Определение показателя преломления стекла с помощью микроскопа:
Погрешность показателя преломления: , где d = d’ = 0.5 мм nист = 1.540.19 Определение показателей преломления жидкостей с помощью рефрактометра: для воды: nв = 1.33625, для глицерина: nг = 1.4596. Измерения проводились при t=270C, поэтому необходима температурная поправка: nt = 0.073(27-20)10-4 = 5.11*10-5 Таким образом: nв = 1.336250.00005, nг = 1.459600.00005. Вывод о работе: проделав данную работу, мы научились измерять показатели преломления твердых тел (стеклянной пластинки) с помощью микроскопа и жидкостей (воды и глицерина) с помощью рефрактометра. Полученные значения показателей преломления (nст=1.540, nв=1.336, nг=1.460) соответствуют табличным, что говорит об эффективности данного метода измерения. |