Лабораторная работа №62. Отчет о лабораторной работе 62
![]()
|
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 = ![]() 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 = ![]() ![]() Согласно законам отражения и преломления света: i = i’; ![]() ![]() ![]() ![]() 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 S![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() r 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 ![]() ![]() ![]() n = ![]() ![]() ![]() 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: ![]() 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. |