Главная страница

Лабораторная работа №62. Отчет о лабораторной работе 62


Скачать 51.5 Kb.
НазваниеОтчет о лабораторной работе 62
АнкорЛабораторная работа №62.doc
Дата03.11.2017
Размер51.5 Kb.
Формат файлаdoc
Имя файлаЛабораторная работа №62.doc
ТипОтчет
#10078
КатегорияФизика

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.1


Если 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.2


Измерение 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.

C


i


A

S





r

d’


i


d


r

O'


O




Рис.3



Свет 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:




Истин. толщина d,мм

Отсчеты по шкале

Кажущ. толщина d’, мм

n

n

верх, мм

низ, мм

1

10.5

17

10.5

6.5

1.61

0.2

2

10.5

16.5

10

6.5

1.61

0.2

3

10.5

17

9.5

7.5

1.4

0.16

Среднее значение:

16.8

10

6.8

1.54

0.19


Погрешность показателя преломления:

, где d = d’ = 0.5 мм

nист = 1.540.19
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 = 1.336250.00005,

nг = 1.459600.00005.
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.





написать администратору сайта