оптика / Лабораторки
.PDFМИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ка |
|
АЛЬМЕТЬЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ ИНСТИТУТ |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
т |
е |
|
Н.К. Двояшкин, А.А. Ушаков, Р.Р. Кабиров, С.С. Морякова, Г. А. Хасанова, |
|||||||||||||||||
|
|
А.Х. Новикова, А.В. Филиппов, Н.М. Азанчеев, З.З. Мухе динова |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б |
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
физика |
|
||||
|
|
Оптика. Атомная и ядернаял |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМи |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ая |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
по дисциплине «ФИЗИКА» |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
для бакалавров тех ических направлений подготовки |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
о |
н |
всех форм обучения |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
к |
т |
р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
л |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Э |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Альметьевск 2012 |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
УДК 53 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ка |
Д 24 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Под редакцией: д.ф.-м.н., профессора Двояшкина Н.К. |
|
|
|
||||||||
Оптика. |
Атомная |
и |
ядерная физика: Лабораторный |
практи ум по |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
е |
|
дисциплине «Физика» для бакалавров технических направлений подготов и |
|||||||||||
всех форм |
обучения. |
– |
Альметьевск: Альметьевский |
государств нный |
|||||||
нефтяной институт, 2012.- 88с. |
|
|
о |
т |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|||||||
В |
практикум |
|
|
|
|
и |
«Определение |
||||
входит 11 лабораторных раб т: №1 |
|||||||||||
показателя преломления стекла с помощью микроскопа», |
№2 |
«Определение |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
л |
|
|
|
|
|
фокусного расстояния собирающей и рассеивающей л нз», №3 «Изучение |
|||||||||||
законов |
освещенности», |
№4 «Изучение интерференции |
света с помощью |
||||||||
бипризмы Френеля», |
№5 |
|
б |
|
|
|
|
|
|
||
«Определение длины световой волны с помощью |
дифракционной решетки», №6 «Изучение явления поляризации света. Проверка закона Малюса», №7 «Определение удельного вращения плоскости поляризации и концентрации раствора сахара поляриметром», №8 «Дифракция
Френеля на круглом отверстии. Дифракц я Фраунгофера на |
щели», №9 |
||||
«Определение |
постоянной |
Стефана-Больцмана», |
№10 «Изучение свойств |
||
|
|
|
и |
|
|
фотоэлементов с внешним и внутренним фотоэффектом», №11 «Призменный |
|||||
монохроматор. |
Изучение |
атомных спектров. |
Определение |
постоянной |
|
Ридберга». |
|
б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Данный практикум составлен из лабораторных работ изданных ранее. |
Издание 2-е, переработанное. Н бор текста и рисунки выполнены Трофимовой
Е.А. |
|
|
|
|
|
|
|
|
ая |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Печатается по реше ию учебно-методического совета АГНИ. |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
н |
н |
|
|
Рецензенты: |
|
|
|
|||||
|
Азанчеев Н.М. - к.ф.-м.н., доцент кафедры образовательных технологий в |
||||||||
физике института физике института физики КФУ. |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
Гуревич В.М.- к.г.-м.н., доцент кафедры геологии АГНИ. |
||||||||
|
|
е |
к |
т |
р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
л |
|
|
|
|
|
|
||
Э |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
© Альметьевский государственный |
||
|
|
|
|
|
|
|
нефтяной институт, 2012 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
Вводное занятие
1)Работа в лаборатории проводится по графику, которыйтдоводяте кадо сведения студента на первом занятии. Задание выдаётсяоне менее чем за неделю до его выполнения.
2)К работе допускаются студенты, подготовившиесяи предварительно к выполнению работы. Подготовленным к работе считается студент, знакомый с основными теоретическими положенлями работы и порядкомпредъявитьб
б) список приборов и принадлежностей; |
и |
в) ход (последовательность) выполнен я работы; |
|
б |
|
г) основные расчётные формулы, используемые для вычисления искомых в работе величин; д) таблицы (по форме) для записи экспериментальных данных.
а так же сдать допуск к работе.
4) сдача допуска включает в себя необходимость ответа на два вопроса:
а) Какова цель работы? |
|
б) Каким образом она (эта цель) будет достигаться (т. е. рассказать |
|
последовательность действий экспериментатораая |
при выполнении работы)? |
5)Для организации лаборатор ых занятий каждая академическая группа делиться на 2 подгруппын. Число студентов в каждой подгруппе не должно превышать 15 человек. Если в группе по списку 15 и менее студентов, то она на подгруппы не делитсяо.
6)Каждая лаб рат рная работа выполняется бригадой, состоящей из 2-х (в порядке исключенияриз 3-х) студентов.
7)Собранную схему можно включать только с разрешения преподавателя или лаборанта.т
8)За порчук аппаратуры студент несёт ответственность, в том числе и материальную.
9)В еходе занятий студент должен получить все необходимые данные, предъявить их преподавателю на подпись и только после этого разобрать схемул.
10)После окончания работы студент должен привести в порядок рабочее местоЭ . Работа считается выполненной, когда студент произведёт все необходимые вычисления, начертит графики и сформулирует выводы. После
того, как работа выполнена, она должна быть представлена к защите. Защита работ производится по графику.н
3
11) Перед защитой лабораторной работы студент |
должен предъявить |
||||
оформленный отчёт о работе. Отчёт о работе состоит из: |
|
|
|
|
ка |
|
|
|
|
|
|
а) титульного листа; |
|
|
|
|
|
б) перечня приборов и принадлежностей; |
|
|
|
|
|
в) основных расчётных формул с пояснением смысла величин, входящих |
|||||
в них; |
|
|
т |
е |
|
|
|
|
|
||
г) расчёта искомых величин; |
|
|
|
|
|
д) таблицы данных опыта и результатам вычислений; |
о |
|
|
||
е) графиков; |
|
|
|
||
|
|
|
|
||
ж) вычисления погрешностей; |
и |
|
|
|
|
з) выводов и анализа результатов. |
|
|
|
||
Титульный лист оформляется по образцу. Отчёт заполняется чернилами. |
|||||
л |
|
|
|
|
|
Схемы и чертежи должны быть нарисованы аккуратно. Граф ки выполняются на миллиметровой бумаге. На координатные оси наносят обозначения величин,
единицы их измерения и шкалу численных значенийб в сог асии с выбранным
измерений). Между нанесёнными на график точками проводят непрерывную
масштабом. Данные эксперимента наносят на график в виде кружочков (крестиков, квадратиков, треугольников и т.д., иесли проведено несколько серий
плавную кривую, |
которая проходит по возможности максимально близко к |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б |
этим точкам так, чтобы с обеих сторон кривой находилось примерно |
||||||||||
одинаковое количество точек. |
|
|
|
|||||||
|
В выводах следует ответить на вопросы: |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ая |
|
|
а) справедливость каких законов подтверждают проведённые опыты? |
|||||||||
|
б) измерение каких величин дало наибольшую ошибку, наименьшую? |
|||||||||
|
в) как следует выполнять работу, чтобы ошибка результата была по |
|||||||||
возможности наименьшей? |
н |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
н |
|
|
|
Во время работы в лаборатории студент обязан выполнять правила по технике |
||||||||||
безопасности, что |
фиксируется подписью в книге инструктажа по технике |
|||||||||
безопасности. |
|
р |
о |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
е |
к |
т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
л |
|
|
|
|
|
|
|
||
Э |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
Образец титульного листа протокола лабораторной работы |
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ка |
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
т |
е |
|
|
|
|
Альметьевский государственный нефтяной инс и ут |
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
КАФЕДРА ФИЗИКИ |
л |
и |
|
|
|
|
|||||
ЛАБОРАТОРИЯ |
|
|
|
ОПТИКИ. |
|
б |
и |
б |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
№ РАБОТЫ |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
АТОМНОЙ И |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
ЯДЕРНОЙ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
ФИЗИКИ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ФАМИЛИЯ |
|
|
|
|
|
|
ая |
|
ДОПУСК |
|
|
(дата, подпись |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
лаборанта или |
|||||||
СТУДЕНТА |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
преподавателя) |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ВЫПОЛНЕНА |
(дата, подпись |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
лаборанта или |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
преподавателя) |
|||
ГРУППА |
|
|
|
|
о |
н |
н |
|
|
ЗАЧТЕНА |
|
|
(дата, подпись |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
преподавателя) |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
е |
к |
т |
р |
|
(НАЗВАНИЕ РАБОТЫ) |
|
|
|
|
|
|
|||||||
Э |
л |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
г. Альметьевск 20__ г. |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Правила техники безопасности |
|
|
|
ка |
1) |
К работе в лаборатории физики допускаются лица, |
|
|
|
|
|
|
прошедшие |
|||
2) |
инструктаж по охране труда. |
|
|
е |
|
Лица, допущенные к работе в лабораториях физики, должны соблюдать |
|||||
|
правила внутреннего трудового распорядка, расписание учебных занятий. |
||||
3) |
|
т |
|
|
|
Подготовить к работе необходимое оборудование и приборы, пров рить |
|||||
|
их исправность, убедиться в наличии заземления электроус ановок. |
||||
4) |
Тщательно проветрить помещение в лабораториях физики. |
|
|
|
|
5) |
Пребывание обучающихся в лабораториях кафедры физики разрешается |
||||
|
только в присутствии преподавателя или лаборанта кафедры физики. |
||||
6) |
Лабораторные работы, лабораторный практикум обучающиеся проводят |
||||
|
только в присутствии преподавателя физики или лаборантао. |
|
|
|
|
7) |
Запрещается пользоваться разбитой или треснутой стеклянной посудой, |
||||
|
применять приборы и устройства, не соответствующиеи |
требованиям |
|
безопасности |
труда, |
а также самодельные |
приборы. |
|
Не |
применять |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
оборудование, приборы, провода и ка ели с открытымил |
токоведущими |
||||||||||||||||
|
частями. |
|
|
|
|
|
|
|
работающб |
|
|
|
|
|
||||
|
8) Не оставлять |
без |
присмотра |
е |
электронагревательные |
|||||||||||||
|
приборы, запрещается пользоваться приборами с открытой спиралью. |
|||||||||||||||||
|
9) |
Все электрические приборы должны иметь указатели напряжения, на |
||||||||||||||||
которое они рассчитаны. |
|
|
ая |
|
б |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
10) Категорически запрещается применять бензин в качестве топлива в |
|||||||||||||||||
|
спиртовках. |
|
|
|
|
н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
11) Для проведения лабор торных работ и лабораторного практикума |
|||||||||||||||||
|
запрещается |
|
выдавать |
н |
студент м |
приборы с |
надписью |
на их панелях |
||||||||||
|
«Только для проведения опытов преподавателем». |
|
|
|
|
|||||||||||||
|
12) |
При |
обнаружении |
|
еисправности |
в работе |
электрических |
устройств, |
||||||||||
|
находящихся |
|
|
о |
апряжением, |
немедленно |
отключить |
источник |
||||||||||
|
|
под |
||||||||||||||||
|
электропитания и сообщить преподавателю или лаборанту. |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13) При коротк м замыкании в электрических устройствах и их загорании, |
|||||||||||||||||
|
немедленно |
|
отключить их от сети, сообщить |
о |
пожаре |
|
в ближайшую |
|||||||||||
|
|
|
|
т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пожарную часть и приступить к тушению очага возгорания с помощью |
|||||||||||||||||
|
углекисло ного огнетушителя или песком. |
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
14) |
|
к |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В случае, если разбилась лабораторная посуда или приборы из стекла, |
|||||||||||||||||
|
|
не собирать их осколки незащищенными руками, а использовать для этой |
||||||||||||||||
|
|
е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
цели щет у и совок. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
15) |
При |
получении |
травмы оказать |
|
первую |
помощь |
пострадавшему, |
||||||||||
|
л |
сообщить об этом лаборанту или преподавателю и в медпункт. |
|
|||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||
Э |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ СТЕКЛА С ПОМОЩЬЮ МИКРОСКОПА
|
Цель работы: ознакомиться с работой |
микроскопа и с |
|
го помощью |
|||||||||||||||||||
определить показатель преломления стекла. |
|
|
|
|
|
|
|
ка |
|||||||||||||||
|
Приборы и принадлежности: измерительный микроскоп с |
||||||||||||||||||||||
микрометрическим винтом, микрометр, измеряемые стеклянные пласе |
инки со |
||||||||||||||||||||||
штрихами на обеих поверхностях, осветитель. |
|
|
|
|
о |
т |
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ВВЕДЕНИЕ |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При прохождении света через ровную и плоскую границу двух прозрачных |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
веществ неодинаковой оптической плотности, падающий луч света АО |
|||||||||||||||||||||||
разделяется на два луча - отраженный луч ОВ и преломленный луч ОД. |
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
А |
|
|
|
|
|
Р |
|
б |
л |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
|
i |
В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
υ1 |
ая |
|
|
|
|
|
б |
и |
среда 1 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
υ2 |
|
|
O |
|
|
|
среда 2 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(более плотная) |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
н |
|
|
|
|
|
r |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р |
|
|
|
Д |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Направления этих лучей определяется следующими законами отражения и |
|||||||||||||||||||||||
преломления света: |
|
н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1. Луч АО, падающий на |
|
преломляющую поверхность, |
нормаль к |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
поверхности в точке падения POP; луч отраженный ОВ и луч |
||||||||||||||||||||||
|
преломленный ОД лежат в одной плоскости. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. Угол отражения РОВ численно равен углу падения РОА. Синус угла |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
падения i относится к синусу угла преломления r, как скорость света в |
||||||||||||||||||||||
|
п рвойксреде υ1 относится к скорости света во второй среде υ2: |
|
|||||||||||||||||||||
Э |
л |
е |
|
|
|
|
|
|
sin i |
|
= |
υ1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
sin r |
|
|
|
υ2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Последний закон говорит о том, что свет распространяется в различных |
||||||||||||||||
средах с различной скоростью. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
Для двух данных сред и для луча данной длины волны отношение скорости |
||||||||||||||||
света в среде 1 к скорости света в среде 2, или отношение синуса угла п дения к |
|||||||||||||||||
синусу угла преломления есть величина постоянная, т.е. |
|
|
|
ка |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
υ1 |
= const = n21;n21 |
= sin i |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
υ2 |
|
|
sin r |
|
|
|
|
|
||
|
Величина n21 называется относительным показателем (коэффициентоме |
) |
|||||||||||||||
преломления |
второй |
среды |
по отношению |
к |
первой. |
Если |
дна |
из сред, |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
т |
|
|
например, 1 - вакуум или воздух, то показатель преломления n данн й среды 2, |
|||||||||||||||||
по отношению к вакууму называется абсолютным показателем преломления. |
|
||||||||||||||||
|
Абсолютный показатель преломления среды 2 (рис.1) |
и |
о |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
n = с |
|
|
л |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
υ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где с — скорость света в вакууме (с=3×108 м/сек) |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
υ2 - скорость света в данной среде 2, т.е. показатель преломления среды есть |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б |
|
|
|
|
|
|
отношение скорости света в вакууме к скорости света в данной среде: |
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n21 = υ1 = n2 × c = n2 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
υ2 |
n1 ×бc |
n1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Для определения показателей преломления веществ существуют различные |
||||||||||||||||
методы. Одним из них является метод определения показателя преломления |
|||||||||||||||||
стекла при помощи микроскопа. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
В основе метода лежит явлеаяие кажущегося уменьшения стеклянной |
||||||||||||||||
пластинки вследствие преломления световых лучей, проходящих в стекле при |
|||||||||||||||||
рассматривании пласти ки ормальнон |
к ее |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
поверхности. Схема пр х ждения лучей через стеклянную пластинку дана на |
|||||||||||||||||
рис. 2. |
|
|
т |
р |
о |
н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
к |
|
|
|
|
|
|
|
r |
Д |
|
|
|||
|
|
|
Воздух |
|
С |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
h |
Е |
r |
|
i |
|
|
|
|
|
|||
|
л |
|
стекло |
Н |
|
|
n |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Э |
|
|
|
|
|
|
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
Воздух |
1 |
r |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
В точку А, находящуюся на нижней поверхности стеклянной пластинки, падают два луча 1 и 2. Луч 2 падает на пластинку нормально к ее поверхности и поэтому проходит сквозь пластинку и выходит в воздух в точке С, не испытывая преломления. Луч 1 преломляется и выходит из пластинки в точку О по направлению к точке Д. После преломления лучей на верхней поверхности стекла, лучи 1 и 2 идут расходящимся пучком и наблюдателю
кажется, что лучи в стекле пересекаются не в точке А, а в точке Е, т. . толщина |
|
|
ка |
пластинки будет казаться равной СЕ. Из рис. 2 видно, что кажущаяся толщина |
|
е |
|
пластинки CE=h меньше истинной, т.е. действительной ее толщины СА=Н. Для |
лучей, близких к нормально падающим лучам, углы падения и преломления |
||||||||
малы. В это случае синусы можно заменить тангенсами ти по закону |
||||||||
преломления света написать (рассматривая обратный ход лучей. т.е. от Д к А): |
||||||||
|
sin r |
|
tgr |
|
|
и |
о |
|
ncm = |
= |
|
|
|
|
|||
sin i |
tgi |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
||||
При рассмотрении рисунка и после соответствующихл |
преобразований |
|||||||
имеем: |
|
|
|
б |
|
|
|
|
ncm = CO × H |
ли n = |
|
|
|
||||
H |
|
|
|
|||||
CO × h |
|
и |
h |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
из отношения истинной толщины стекл нной пластинки к кажущейся ее толщине. Истинная толщина пластинки измеряется микрометром, а кажущаяся - микроскопом с микрометрическим винтом.
Следовательно, показатель (коэффициент) преломления стекла можно найти |
|
ая |
б |
1.Измеряют микрр ометрн м истинную толщину стеклянной пластинки Н в том месте, где нанесены штрихи и берут ее значения в миллиметрах.
2.Определяютт кажущуюся толщину стеклянной пластинки h, для чего пластинку ккладут на столик микроскопа перед объективом так, чтобы оба штриха пересе али оптическую ось прибора. Затем:
а) двигаяе тубус, добиваются четкого изображения видимого в микроскоп штриха, нанесенного на верхнюю поверхность пластинки. Записывают отчет микромл трич ского винта микроскопа и считают за нулевое деление (от этого нул вого д л ния производят дальнейшие отсчеты);
б) опускают тубус микроскопа до получения четкого изображения штриха наЭнижней поверхности пластинки. Новый отсчет микрометрического винта дает нам сразу кажущуюся толщину пластинки h. Очевидно:н
9
|
h = (NZ ± 0,002 × m) мм |
|
|
|
|
|
ка |
|
где N - число полных оборотов барабана винта, |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|||
|
Z = 0,002-50 - шаг винта, |
|
|
|
|
|
е |
|
|
50 - число делений в одном полном обороте барабана винта, |
|
||||||
|
|
|
||||||
|
m - число делений в неполном обороте барабана, |
|
|
т |
|
|
||
|
0,002 - цена деления барабана винта. |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||
Как видно, за один полный оборот барабана микроскопич ского винта, |
||||||||
тубус микроскопа перемещается на Z— 0,1 мм. |
|
|
о |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|||
3. |
Вычисляют показатель (коэффициент) преломления стекла по формуле: |
|||||||
|
n = |
H |
л |
и |
|
|
|
|
|
|
h |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. |
|
б |
|
|
|
|
|
|
Измерение истинной и кажущейся толщины п астинки производят не |
менее 3-х раз, определяют среднее истинное значение показателя преломления |
||||||||||||||||
стекла. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№ |
H |
|
Отсчет |
|
|
|
|
б |
|
|
Показатель |
n |
n=п± п |
|
|
|
п/п |
мм |
микрометрическо |
h = (NZ±0.002- • т) мм |
преломления п |
|
||||||||||
|
|
|
|
е о винта |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
|
т |
|
|
ая |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Контрольные вопросы: |
н |
|
н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1. Сформулируйте основ ые зако ы геометрической оптики. Вывод закона |
||||||||||||||||
преломления света. |
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
2. Что называется от оситель ым и абсолютным показателями преломления |
среды? Почему при рассмотрении предмета (штриха) через плоскую
стеклянную пластинку н кажется расположенным ближе? Вывод рабочей |
|
формулы. |
р |
|
3. Дисперсия света. Если определять показатель преломления отдельно для
красных и фиоле овых лучей, то для каких нужно будет больше опускать тубус |
|||
|
|
к |
|
микроскопа? |
|
||
4. |
Когда относительная погрешность измерения показателя преломления будет |
||
|
е |
|
ой или толстой пластинке. |
больше - при тонт |
|||
5. |
Устройство микроскопа. Ход лучей в микроскопе и определение его |
||
|
л |
|
|
увеличения. |
|
||
Э |
|
|
|
|
|
|
10 |