МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ
Національний університет "Львівська політехніка"
Звіт до лабораторної роботи з фізики
№ 5
Дослідження показника заломлення
та концентрації рідин і розчинів
Львів 2005
Мета роботи : Визначення показника заломлення та концентрації рідин і
розчинів
Прилади та матеріали :
Рефрактометр РПЛ-3
Набір рідин різних концентрацій
Фільтрувальний папір
Скляна паличка або піпетка
Короткий теоретичний вступ
Проходження світла на межі розділу двох прозорих однорідних ізотропних середовищ характеризується зміною його напрямку. Це пояснюється неодинаковою взаємодією електромагнітних хвиль із речовинами різних середовищ, отже, різною швидкістю їх поширення в них. Напрям заломленого променя визначається заканами геометричної оптики.
sin i V1 n2
sin r V2 n2
V1, V2 –швидкості світла відповідно в першому і другому середовищах
n1, n2 –абсолютні показники заломлення світла в цих середовищах
Кут падіння світла, при якому починається повне внутрішнє відбивання називається граничним кутом (повного внутрішнього відбивання)
sin i sin iгрн n2 n21
sin 90° n1
Отже граничний кут становить rгрн = arcsin
Порядок виконання роботи :
Для проведення вимірювання спершу відкрити верхню камеру з призмою, промивають і фільтрувальним папером насухо витирають площини призми 1 і 2, які дотикаються одна до другої. Піпеткою або скляною паличкою наносять на поверхню вимілювальної призми 2 дві-три краплі досліджувальної рідини і повільно опускають верхню камеру.
Направляють світло у віконце верхньої камери. Переміщають ручкою окуляра границю світлотіні в поле зору, встановлюючи фокус
Поворотом компенсатора усувають забарвлення світнотіні, суміщають візирну лінію з границею світлотіні та відрахувати по лівій шкалі прилада показник заломлення nрід а по правій – концентрацію розчинів срід .
Для кожної рідини або розчину визначають показник заломлення і концентрацію не менше трьох раз та знаходять їх середні значення
На підставі (4) за відомим показником заломлення визначають гриничні кути призми rпр які відповідають початку повного внутрішнього відбивання від досліджувальних рідин або розчинів. Результати записують у таблицю
При зміні об'єктів вимірювання і в кінці роботи промивають дистильованою водою піпетку і робочі грані призми 1-2, насухо їх витирають.
Рідина
n1
n2
n3
nc
nc
c1
c2
c3
cc
cc
rгрн
1
1,355
1,356
1,355
1.3553
4.3*10-4
14,7
14,8
14,7
14,73
0.043
61.65
2
1,363
1,363
1,363
1.363
0
19,4
19,3
19,4
19,36
0.046
62.3
3
1,354
1,353
1,354
1.3536
2*10-4
13,5
13,6
13,4
13,5
0.066
61.5
Середнє значення nc :
nc = (n1 + n2 + n3)/ 3
nc1 = (1.355 + 1.356 + 1.355)/3 = 1.3553
nc2 = ( 1.36. + 1.363 + 1.363)/3 = 1.363
nc3 = ( 1.354 + 1.353 + 1.354)/3 = 1.3536
Середнє значення cc :
сc = (с1 + с2 + с3)/ 3
сc1 = (14,7 + 14,8 +14,7)\3 = 14,73
сc2 = (19,4 + 19,3 + 19,4)/3 = 19,36
сc3 = (13,5 + 13,6 + 13,4)/3 = 13,5
Середнє значення величини nс :
nc = ((|nc – n1|) + (|nc – n2|) + (|nc – n3|))/3
nc1 =(( |1.3553–1.355|) +(|1.3553-1.356|) +(|1.3553-1.355|))/3 =4.3*10-4
nc2 =((|1.363-1.363|)+(|1.363-1.363|)+(|1.363-1.363|))/3 = 0
nc3 =((|1.3536-1.354|)+(|1.3536-1.353|)+(|1.3536-1.354|))/3 = 2*10-4
Середнє значення величини cс :
cc = ((|cc – c1|) + (|cc – c2|) + (|cc – c3|))/3
cc1 = ((|14.73-14.7|)+(|14.73-14.8|)+(|14.73-14.7|))/3 = 0.043
cc2 = ((|19.36-19.4|)+(|19.36-19.3|)+(|19.36-19.4|))/3 = 0.046
cc3 = ((|13.5-13.5|)+(|13.5-13.6|)+(|13.5-13.4|))/3 = 0.066
Формула обчислення граничного кута :
rгрн = arcsin (ncрід /nпр ) (nпр = const; nпр=1.54)
rгрн1 = arcsin ( 1.3553/1.54) = 61.65
rгрн2 = arcsin ( 1.363/ 1.54) = 62.3
rгрн3 = arcsin ( 1.3536 /1.54) = 61.5
Висновок : я на цій лабораторній роботі навчився визначати показник заломлення та концентрації рідин і розчинів, а також обчи...
