Determinarea indicelui de refracție al sticlei, platforma de conținut

Scopul este de a determina indicele de refracție al sticlei cu ajutorul unui microscop de măsurare. O explicație a refracția luminii în reprezentările val. Acesta descrie modul de a face treaba. metoda de calcul a indicelui de refracție. Având în vedere reglementările de siguranță și oferă liste de verificare.

Pentru studenții de la toate disciplinele pe tema „fizica“.

Il.3. Tabelul 1. Bibliografie. 3 titluri.

Obiectiv: Pentru a determina indicele de refracție al sticlei cu ajutorul unui microscop de măsurare.

Dispozitive și accesorii: microscop, plăci de sticlă de diferite grosimi, micrometri.

Una dintre legile de bază ale opticii geometrice - legea de refracție a luminii:

a) fasciculul incident, fasciculul este refractată și perpendicular pe punctul de incidență redusă, se află în același plan (figura 1) .;

b) unghiul de incidență i și unghiul de refracție r sunt legate de

în care n 21 - indice de refracție relativ al doilea mediu bazat pe primul

Pentru că lumina refracție se schimbă viteza atunci când trece prin interfața. Dacă prima viteză vacuum sau mediu de aer de lumină în ea - cu. viteza luminii în orice alt mediu

Indicele de refracție relativ al celor două medii

Refracția luminii poate fi explicată pe baza conceptelor de natura de undă a luminii. După cum se știe, lumina este o undă electromagnetică într-un interval de lungime de undă de aproximativ (0.4-0.6) mm. Refracția poate fi explicată prin principiul Huygens.

Principiul Huygens, fiecare punct la care val vine, o sursă de valuri secundare; suprafața anvelopei la un punct fix în timp, aceste unde secundare indică poziția frontului undei de înmulțire.

Dintre aceste dispoziții pot fi deduse legea refracția luminii la interfața a două medii. Să presupunem că un val de lumină plan fasciculele inmultire în vid cu viteza c. cad unghiul i (fig. 2), la granița cu mediul în care viteza de propagare a undei

În acest timp, un val de înmulțire din punctul A în al doilea mediu, aceasta poate lua calea AD = # 965; # 8710; t

Conform principiului nou frontul de undă DC Huygens în al doilea mediu, care este înfășurătoarea undelor secundare schimba direcția în raport cu AV frontală. Unghiul dintre secțiunea frontală și limita AB este egală cu unghiul de incidență i. Unghiul DC între secțiunea frontală și limita egal cu unghiul de refracție r.

Din figura 2 urmează:

Indicele de refracție depinde de proprietățile mediului. De la teoria electromagnetica a lui Maxwell, rezultă că indicele de refracție absolut al mediului în cazul în care # 949;. μ - permitivitatea si permeabilitatea mediului.

Pentru a determina indicele de refracție al sticlei este utilizat în prezentul microscop de măsurare de studiu, pe scena care a stabilit placa de sticlă. Pe ambele părți ale plăcii marcate zgârieturi care sunt ușor observate la microscop. Când mutați tubul microscop poate obține imagini clare de primul, apoi celelalte zgârieturi. Distanta care tubul este deplasat cu microscop, este grosimea plăcii aparente.

Tub de măsurare microscop poate fi mutat în două moduri: dur, dacă rotiți rafturilor buton; mai lin, dacă micromechanism rotiți șurubul. În acest ultim caz, este posibil să se măsoare mișcarea microscopului tubului cu o precizie de 0,002.

Pentru a explica metoda de măsurare a indicelui de refracție ar trebui să ia în considerare transmiterea luminii prin placa de sticlă plan paralel (fig. 3)

Lăsați un fascicul de lumină de la punctul A delimitată de razele AB și AC. Se trece prin placa și în ochiul observatorului. Ray AB. incidentul normal la limita KL. Acesta va fi distribuit fără refractie la trecerea de la un mediu la altul. AU fascicul de la interfața suferă de refracție și rasprostranyaetcya către CS 1.

Atunci când se analizează fascicul de lumină delimitată de razele BS și CS 1, observatorul va vedea că fasciculul de lumină care nu iese din punctul A și punctul A 1 și grosimea observată h 1 mai mică decât h actuale. Motivul pentru aceasta este refractia luminii la interfața dintre două medii. Conform acestei distorsiune poate determina indicele de refracție.

Într-adevăr, având în vedere dimensiunea redusă a unghiului de vedere, avem

Substituind (6) în (5) randamentele

În consecință, indicele de refracție este raportul dintre grosimea reală a plăcii de sticlă de grosime h într-o grosime aparentă de 1 oră.

1. Se măsoară grosimea plăcii de sticlă, cu un micrometru. Precizia de măsurare - 0,01 mm.

2. Folosind un microscop pentru măsurarea grosimii aparente h 1, pentru care:

a) rotirea în sens orar mecanismul microscopice, să-l aducă până la limită, și rândul său, o jumătate de rotație înapoi;

b) să stabilească o placă de sticlă cu zgârieturi pe scena microscop, astfel încât ocularul a fost zgârieturi suprapunere evidentă;

c) mutarea microscopului tub folosind rafturi, pentru a realiza un contact cu marginile clare ale microscrews zgârieturi de imagine setate la zero, și din nou aduce la microscop folosind rafturi pe zero inferior.

3. Utilizați numai Micromașine, și se rotește invers acelor de ceasornic pentru a obține o imagine clară zgârieturi de top. Este necesar să se contoriza numărul de rotații complete ale tamburului și să facă micromechanism m numărare pe tambur.

Datele obținute sunt înregistrate în tabel. Prețul pe tambur de fisiune este de 0,002 mm, în timp ce o rotație completă este egal cu 50 · 0,002 = 0,1 mm (pasul șurubului).

Grosimea plăcii aparentă h este 1

unde N - numărul de rotații complete ale tamburului. Măsurarea repetată de 3 ori.

4. Măsurarea repetată cu o altă placă.

întrebări de testare

1. Ce este Wavefront? Principiul Huygens.

2. De ce limita dintre două medii este refractată fascicul de lumină?

3. Legile refracția luminii.

4. De ce este grosimea aparentă a plăcii de sticlă este mai puțin reală?

5. Semnificația fizică a indicelui de refracție.

instrucţiuni de siguranță

Deoarece microscopul este echipat cu o brichetă, este necesar să se respecte toate măsurile de precauție necesare atunci când se lucrează cu o tensiune de 220 V

bibliografie

2.Savelev I. V. curs de fizica generala. M. Școala Superioară din 1985.

3. Shubin A. S. Curs de fizică generală. M. Școala Superioară din 1982.