Главная страница
Навигация по странице:

  • Приборы и принадлежности

  • Правила обращения с микроскопом

  • Краткая теория работы

  • Порядок выполнения работы

  • Измерение и обработка результатов измерений

  • Контрольные вопросы

  • Лаба. Лабораторная работа 202 определение показателя преломления стекла с помощью микроскопа


    Скачать 65.26 Kb.
    НазваниеЛабораторная работа 202 определение показателя преломления стекла с помощью микроскопа
    Дата12.06.2021
    Размер65.26 Kb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаLABORATORNAJA_RABOTA_202.docx
    ТипЛабораторная работа
    #216929


    ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №202

    ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ СТЕКЛА
    С ПОМОЩЬЮ МИКРОСКОПА
    Приборы и принадлежности:


    1. измерительный микроскоп с микрометрическим винтом;




    1. микрометр;




    1. измеряемые стеклянные пластинки со штрихами на обеих поверхностях;




    1. осветитель.


    Правила обращения с микроскопом


    • нерабочем состоянии микроскоп следует накрывать чехлом. Необходимо периодиче-ски протирать его мягкой тряпкой, слегка пропитанной бескислотным вазелином, предва-рительно удалив пыль, а затем обтирать сухой тряпкой.


    Нельзя касаться пальцами поверхностей линз, разбирать объективы.
    Краткая теория работы
    При прохождении света через плоскую границу двух прозрачных веществ неодинако-вой оптической плотности, падающий луч света АО разделяется на два луча - отражен-ный ОВ и преломленный ОD (см. рисунок).
    Схема прохождения лучей через стеклянную пластинку дана на рисунке:















    D



















    воздух

    C

    O










    n



















    h

    i

    i










    E






















    стекло

    H

    p


































    B




    воздух




    A




























    1



















    2












    Направления этих лучей определятся следующими законами отражения и преломления света:


    1. Луч АО, падающий на преломляющую поверхность, нормаль поверхности в точке па-дения ОР, луч отраженный ОВ и луч преломленный ОD лежат в одной плоскости.

    2. Угол отражения РОВ равен углу падения РОА.

    3. Синус угла падения i относится к синусу угла преломления j, как скорость света в пер-

    v1










    вой среде относится к скорости света во v2 второй среде :







    sin i v1




    sin j v2

    Порядок выполнения работы
    Установить на головку тубусодержателя визуальную насадку, в основание микроскопа осветительное устройство. Ввернуть в револьвер объективы и поставить в трубку визу-альной насадки окуляр.
    Качество изображения в микроскопе в значительной мере зависит от освещения, по-этому настройка освещения является важной подготовительной операцией.
    Препарат может быть освещен как искусственным, так и естественным светом.



    Лампа осветителя включается непосредственно в сеть переменного тока

    220 В.
    Показатель преломления зависит от длинны волны света и от свойств среды. Абсолют-ные показатели преломления больше единицы. Это означает, что скорость распростране-ния света в данной среде всегда меньше, чем в вакууме.

    Относительный показатель преломления двух сред n21 связан с абсолютными показате-


    n






    v1



    c n2



    n2




    2 1

    v2

    c n1

    n1





































    лями преломления сред n1 и n2 соотношениями:
    Для определения показателей преломления веществ существуют различные методы. Одним из них является метод определения показателя преломления стекла при помощи микроскопа. В основе метода лежит явление кажущегося уменьшения толщины стеклян-ной пластинки в следствии преломления световых лучей, проходящих в стекле, при рас-смотрении пластинки нормально к ее поверхности.


      • точку А, находящуюся на нижней поверхности стеклянной пластинки, падают два луча света: 1 и 2. Луч 2 падает на пластинку нормально к ее поверхности и поэтому про-ходит сквозь пластинку и выходит в воздух, в точке С, не испытывая преломления.


    Луч 1 дважды преломляется и выходит из пластинки в точке О, по направлению к точке
    D.
    При выходе из пластинки луч OD образует угол преломления j – больший, чем угол падения i.
    Если смотреть из точки D по направлению DO, то наблюдатель будет видеть точку пе-ресечения лучей OD и АС не в точке А, а в точке Е, т.е. толщина пластинки будет казаться равной |CE|. Из рисунка видно, что кажущаяся толщина пластинки |CE|=h меньше истин-ной толщины |CА|=H.
    Для лучей, близких к нормально падающим лучам, углы падения и преломления малы.


    • этом случае синусы можно заменить тангенсами и по закону преломления света напи-сать (рассматривается ход лучей от D к А):




    nâîçäóõà 1

    n






    sin



    tg




    ñòåêëà

    sin i

    tgi































    При рассмотрении рисунка и после соответствующих преобразований имеем:


    nñòåêëà



    cO H

    или

    n

    H







    h




    cO h




    Следовательно, по



















    казатель (коэффициент) преломления стекла можно





    найти из отношения истинной толщины стеклянной пластинки к кажущейся ее толщине. Истинная толщина пластинки измеряется микрометром, а кажущаяся – микроскопом с микрометрическим винтом.
    Измерение и обработка результатов измерений


    1. Измеряют микрометром истинную толщину стеклянной пластинки Н в том месте, где нанесены штрихи, и выражают ее значение в миллиметрах.




    1. Перемещая тубус, добиваются четкого изображения видимого в микроскоп штриха, нанесенного на верхнюю поверхность пластинки. Записывают отсчет микрометрического винта микроскопа и считают его за нулевое деление (от это-го деления производят дальнейшие отсчеты).




    1. Опускают тубус микроскопа до получения четкого изображения штриха на ниж-ней поверхности пластинки. Новый отсчет микрометрического винта дает ка-жущуюся толщину пластинки h. Очевидно h=(NZ+0.002m) мм.


    Где:
    N – число полных оборотов барабана винта;
    Z =0.002*50 – шаг винта;
    50 – число делений в одном полном обороте барабана;
    0.002 – цена одного деления винта барабана (мм); m – число делений в неполном обороте барабана.

    Видно, за один полный оборот барабана микрометрического винта тубус мик-


    роскопа перемещается на Z=0.1мм.

    n

    H










    3. Вычисляют показатель (коэффициент) преломления стекла по формуле

    h



















    1. Измерение истинной и кажущейся толщины пластинки производят не менее трех раз,


    определяют среднее и истинное значение показателя преломления стекла.
    Данные опыта занести в таблицу:






    H (мм)

    Отсчет микро-метрического винта

    h=N*Z+0.002*m

    nn

    nист. n n

    N

    m

    1

    2,05

    22

    28










    2

    2,04

    22

    9










    3

    2,06

    22

    10










    4

    2,05

    22

    5










    5

    2,03

    22

    24










    Среднее значение


















    Контрольные вопросы


    1. Сформулировать законы отражения и преломления света.




    1. Какой наименьшей высоты зеркало надо иметь, чтобы человек ростом 170 см. увидел себя в нем полностью?




    1. Три плоских зеркала расположены, так как показано на рисунке.


    Начертить ход луча, выходящего из источника S и по-сле отражения от зеркал проходящего через заданную точку А.




    4. Объясните, почему плоское зеркало меняет местами правое и левое, но не переставляет местами верх и низ?


      1. В чем заключается физический смысл абсолютного показателя преломления среды?




    1. Скорость света во льду равна 2.29*108 м/с. Чему равен показатель преломления льда?


    20

    1. Горизонтальная плоскопараллельная пластина из стекла в одном случае граничит непосредственно с воздухом, а в другом случае между ней и воздухом находится слой воды. В обоих случаях на нижнюю поверхность стеклянной пластины, под углом i, па-дает луч света. Показать, что луч света в обоих случаях выйдет в воздух под одним и тем же углом.




    1. При каком условии наблюдается полное отражение? В чем заключается принцип. Формула для вычисления предельного угла полного отражения.




    1. На плоскопараллельную стеклянную пластину (n=1.6) под углом 45О падает луч света. Определить толщину пластины, если вышедший из пластины луч смещен относитель-но продолжения падающего луча на расстояние 2 см.


    Литература


    1. Термодинамика. Электричество и магнетизм [Электронный ресурс]: учебник/ Ташлыкова-Бушкевич И.И.— Электрон. текстовые данные.— Минск: Вышэйшая школа,


    2014.— 304 c.— Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/35562.— ЭБС «IPRbooks», по паролю


    1. Ташлыкова-Бушкевич И.И. Физика. Часть 2. [Электронный ресурс]: учебник/ Ташлыкова-Бушкевич И.И.— Электрон. текстовые данные.— Минск: Вышэйшая школа,


    2014.— 345 c.— Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/35563.— ЭБС «IPRbooks», по паролю


    написать администратору сайта