IV Определение показателя преломления стекла при помощи микроскопа.

В основе применяемого в данной работе метода лежит явление кажущегося уменьшения толщины стеклянной пластинки при рассматривании сквозь нее предмета-метки на нижней поверхности стекла. Схема прохождения пучка лучей через пластинку показана на рисунке 1. Узкий пучок лучей АВ после преломления на границе двух сред выходит из пластинки в воздух и составляет с нормалью к ее поверхности угол .

Рис. 2

Наблюдателю кажется, что рассматриваемый пучок лучей исходит не из точки А, а из точки А , приподнятой на некоторую высоту АА .

Рассматривая треугольники АВС и А ВС, можно написать, что

ВС = Нtg , BC =h tg , или

Нtg = h tg , откуда = .

Принимая во внимание, что углы и малы, можно отношение тангенсов заменить отношением синусов этих углов, то есть получить выражение:

= = n, где n – показатель преломления стекла.

Таким образом, измерив толщину пластинки Н и кажущуюся толщину h, можно найти показатель преломления стекла относительно воздуха.

Действительную и кажущуюся толщину пластинки измеряют при помощи индикатора, прикрепленного к тубусу микроскопа (рис.3).

Ход работы.

Измерьте толщину стеклянной пластинки. Для этого с помощью кремальеры микроскопа поднимите индикатор так, чтобы обе стрелки индикатора установились на нуле. Маленькая стрелка показывает число миллиметров, а большая – сотые доли миллиметра. Затем приподнимите наконечник и под него положите на столик исследуемую стеклянную пластинку. Запишите показания индикатора. Это будет толщина пластины Н. Измерение повторите 2-3 раза и вычислите среднее значение. Определите кажущуюся толщину h стеклянной пластинки, обратив предварительно внимание, что на ней с двух сторон нанесены 2 перпендикулярные метки разного цвета (штрихи). Установите пластинку на столике микроскопа так, чтобы обе метки были напротив объектива. Наблюдайте в микроскоп и перемещая медленно тубус, добейтесь сначала четкого изображения метки, находящейся на верхней поверхности, и

Рис. 2

запишите показания индикатора h . Затем добейтесь четкого изображения метки на

нижней поверхности и вновь запишите показания индикатора h . Разность показаний

будет равна расстоянию, на которое переместился тубус, то есть равна кажущейся

толщине h пластинки. Измерение повторите 2-3 раза и определите среднее значение.

1. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу 2.
2. Вычислите показатель преломления стекла
3. Повторите опыт с другой пластинкой.
4. Когда относительна погрешность измерения показателя преломления будет больше – при толстой или тонкой пластинке?
5. Если определять показатель преломления отдельно для красных и фиолетовых пучков, то для каких нужно будет больше приподнимать тубус микроскопа?

Таблица 2

№ п/п	Сорт стекла	Истинная толщина пластинки Н; мм	Перемещения головки индикатора до верхней поверхности h ; мм	Перемещен головки индикатора до изображ нижней поверхности h ; мм	Кажущаяся толщина пластинки h = h - h ; мм	Показатель преломл стекла n =
1. 2.	Оконное Органическое

Контрольные вопросы:

1. Что такое преломление? Причина преломления света. В каких трех случаях на границе раздела двух прозрачных сред световые лучи не преломляются?
2. Законы преломления. Основные формулы по преломлению.
3. Абсолютный показатель 1-ой среды n = 1,5, 2-ой среды n = 2,0. Вычислите их относительный показатель преломления и скорость света в каждой среде. Куда преломится луч при переходе из 1-ой среды во 2-ую? Какая из сред оптически более плотная?
4. Что такое дисперсия? Какие лучи, красные или фиолетовые преломляются сильнее и почему? Приведите примеры дисперсии. В каком приборе ее используют?
5. Когда наступает полное внутренне отражение? Где это явление применяется? Вычислите предельный угол полного внутреннего отражения для алмаза и для воды.
6. В дно реки воткнули шест высотой 3 м так, что 1 м находится над водой. Вычислите длину тени от шеста на дне, если высота солнца над горизонтом 30º.
7. Луч света падает под углом 60º на плоскопараллельную пластинку с показателем . На каком расстоянии находится луч, вышедший из пластинки, от своего первоначального направления?
8. В пасмурный день на поверхности воды плавает круглый плот радиусом 2 м. Вычислите площадь тени на дне реки глубиной 1 м от этого плота. Найдите кажущуюся глубину реки.

Изучение преломления света Таблица 1

№ п/п	α º	βº	Sin α	Sin β	n=
1.
2.
3.

n = β = v =

Таблица 2

№ п/п	Сорт стекла	Истинная толщина пластинки Н; мм	Перемещения головки индикатора до верхней поверхности h ; мм	Перемещения головки индикатора до изображения нижней поверхности h ; мм	Кажущаяся толщина пластинки h = h - h ; мм	Показатель преломл стекла n =
1.	Оконное
2.	Органическое

Изучение преломления света Таблица 1

№ п/п	α º	βº	Sin α	Sin β	n=
1.
2.
3.

n = β = v =

Таблица 2

№ п/п	Сорт стекла	Истинная толщина пластинки Н; мм	Перемещения головки индикатора до верхней поверхности h ; мм	Перемещения головки индикатора до изображения нижней поверхности h ; мм	Кажущаяся толщина пластинки h = h - h ; мм	Показатель преломл стекла n =
1.	Оконное
2.	Органическое

Изучение преломления света Таблица 1

№ п/п	α º	βº	Sin α	Sin β	n=
1.
2.
3.

n = β = v =

Таблица 2

№ п/п	Сорт стекла	Истинная толщина пластинки Н; мм	Перемещения головки индикатора до верхней поверхности h ; мм	Перемещения головки индикатора до изображения нижней поверхности h ; мм	Кажущаяся толщина пластинки h = h - h ; мм	Показатель преломл стекла n =
1.	Оконное
2.	Органическое

Дата добавления: 2015-10-28