Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Інші
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2005
Тип роботи:
Лабораторна робота
Предмет:
Фізика
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Національний університет „Львівська політехніка”
Кафедра фізики
Лабораторна робота № 2
(оптика)
„Визначення показника заломлення скла з допомогою мікроскопа”
Львів 2005
Мета роботи - оволодіти методикою визначення показника залом лення з допомогою мікроскопа і виміряти показники заломлення скляних пластинок.
Прилади і матеріали: плоско-паралельна пластинка з досліджу ваного скла, мікроскоп, освітлювач для мікроскопа.
Теоретичні відомості
Якщо промінь світла падає на гладеньку поверхню прозорого сере довища, то утворюється відбитий і заломлений промені. Відбитий про мінь поширюється у тому самому середовищі, що й падаючий, заломлений промінь поширюється в іншому середовищі. Кут між падаючим променем і нормаллю в точці падіння називають кутом падіння, а кут між за ломленим променем і нормаллю - кутом заломлення (рис. 1).
рис. 1
Дослідним способом встановлені закони заломлення світла, які справед ливі для ізотропних середовищ. Ізотропним називають середовище, в якому швидкість світла не залежить від напряму поширення.
1. Заломлений промінь лежить я одній площині з падаючим променем і перпендикуляром, проведеним у точці падіння променя до межі розділу двох середовищ.
2. Відношення синуса кута падіння до синуса кута заломлення до рівнює відношенню швидкості поширення світла в першому середовищі до швидкості поширення світла в другому середовищі і є величиною, сталою для даних двох середовищ. Цю величину називають показником заломлення другого середовища відносно першого:
Показник заломлення даної речовини відносно вакууму називають абсолютним показником заломлення речовини.
На практиці показник заломлення переважно виражають відносно повітря, а не відносно вакууму. Щоб дістати показник заломлення да ної речовини відносно вакууму, значення показника заломлення цієї речовини відносно повітря треба помножити на абсолютний показник заломлення повітря, який дорівнює 1,00029.
При порівнянні двох речовин ту з них, яка має більший показник заломлення, називають оптично більш густою.
При проходженні світла з речовини, оптично менш густої в речо вину більш густу, заломлений промінь наближається до перпендикуляра, поставленого в точці падіння, тобто і > r.
Якщо промінь світла переходить із середовища, оптично більш гус того, в середовище, оптично менш густе, то заломлений промінь відда ляється від перпендикуляра, тобто і < r.
Заломлюючі властивості речовин, з яких виготовляють прозорі деталі оптичних приладів, мають велике значення при конструюванні цих приладів, тому треба знати методику визначення показників залом лення речовини.
Існує багато різних способів визначення показників заломлення. У цій роботі показник заломлення скла визначають, порівнюючи дійсну товщину плоско-паралельної пластинки (виміряної з допомогою мікро метра) і позірної товщини (виміряної з допомогою мікроскопа).
рис. 2
Розглянемо цей спосіб докладніше. Якщо на дно посу дини з водою покласти який-небудь предмет," то внаслідок заломлення розсіяних променів світла, які йдуть від цього предмета і переходять через межу вода - повітря, предмет здаватиметься наближеним до спостерігача на деяку відс тань h (рис. 2).
Таке саме явище спостерігається а мікроскопі. Якщо на шляху світла від досліджуваного об’єкта помістити плоско-паралельну скля ну пластинку, то об’єкт здаватиметься наближеним.
З допомогою мікроскопа розглядатимемо дві мітки (А і В), нанесені на верхню і нижню поверхні плоско - паралельної пластинки.
рис. 3
Зображення нижньої мітки В внаслідок заломлення про менів, які йдуть від неї, знаходитиметься в точці Е (рис. 3). Якщо мікроскоп сфокусувати на мітку А, то мітка В буде поза фо кусом. Для того щоб сфоку сувати мікроскоп на мітку В, треба опустити тубус мік роскопа не на товщину плас тинки АF, а тільки на відстань КЕ, яку можна назвати позірною товщиною пластинки.
Для променів, які йдуть від мітки В і кут ∟BAF є кутом падіння, а кут ∟HAC= і - кутом заломлення.
Згідно із законами заломлення:
Із ∆BAF: BF=AF*tg∟BAF; з ∆EAK: KA=BF=KE*tg∟KEA
Прирівнявши праві частини різностей, дістанемо:
Взявши до уваги, що AF - дійсна товщина пластинки, KE=l - уявна товщина пластинки, ∟BAF=r - кут падіння, а ∟KEA=c - кут заломлення, дістанемо
Оскільки кути i та r досить малі, то тангенси цих кутів можна замінити синусами:
Права сторона цієї рівності дорівнює показнику заломлення. Таким чином, показник заломлення пластинки:
Опис приладу
Позірну товщину l пластинки можна виміряти з допомогою мікроскопа, оптична система якого складається з двох основних частин – об’єктива і окуляра. Об’єктив і окуляр розміщені в трубі, яка називається тубусом мікроскопа. Тубус встановлений вертикально на спеціальному штативі. З допомогою особливого пристрою, що називається кремальєрою, тубус можна переміщати вгору і вниз, Іноді встановле ні два пристрої для переміщень тубуса, один - для грубих (крок гвинта великий - дорівнює кілька міліметрів) і другий - для малих (крок гвинта вимірюється частками міліметра). Об’єктив мікроскопа накручений на нижній кінець тубуса, а окуляр розміщений на його верхній частині. Міняючи окуляри і об’єктиви, можна дістати різні збільшення мікроскопа.
Досліджуваний об’єкт розміщують на столику під об’єктивом мік роскопа. У столику зроблено отвір, через який об’єкт освітлюється променями світла, спрямованими на нього з допомогою дзеркала, розмі щеного під столиком. Джерелом світла служить або розсіяне сонячне світло, або світло електричної лампи. Для збільшення або зменшення освітлення об’єкта і користуються діафрагмою, прикріпленою під сто ликом. Об’єктив сучасного мікроскопа складається з декількох лінз. У такому об’єктиві враховуються різні оптичні особливості лінз з ме тою одержання потрібного збільшення з відповідною чіткістю зображення
Об’єктив складного мікроскопа дає збільшене обернене і дійсне зображення. Окуляр - це оптична система лінз, яка використовується як звичайна лупа для розглядання зображення, одержаного з допомо гою об’єктива. Переважно об’єктив мікроскопа має фокусну відстань, не меншу ніж 1,5 мм, а фокусна відстань окуляра приблизно дорівнює 8,5..,10 мм. Це дає змогу дістати досить сильне збільшення. Схема ходу променів у мікроскопі показана на рис. 4. Розглядуваний об’єкт розміщують між фокусом і подвійною фокусною відстанню об’єктива і дійсне зображення дістають за подвійною фокусною відстанню.
б
Окуляр мікроскопа встановлюють так, щоб зображення, здобуте з допомогою об’єктива, розміщувалося між окуляром і його фокусом. При такому розміщенні зображення в окулярі дістають уявне, збільшене і пряме відносно зображення, одержаного з допомогою об’єктива.
Порядок роботи
1. Ознайомитися з рухомим механізмом мікроскопа, встановити йо го дзеркало так, щоб поле зору було освітлене.
2. На столик мікроскопа помістити скляну пластинку. На обидві поверхні скляної пластинки нанесені мітки по одній з кожного боку - тонкі рисочки (подряпини або чорнильні лінії), які мають взаємно перпендикулярний напрям. Переміщуючи тубус мікроскопа з допомогою гвинта кремальєри, можна дістати чітке зображення верхньої або ниж ньої мітки.
3. Сфокусувати мікроскоп на верхню мітку. Записати покази мік рометричного гвинта. Потім з допомогою мікрометричного гвинта по вільно опустити тубус униз до одержання чіткого зображення нижньої мітки. Повні оберти гвинта треба рахувати, а частки оберту відраховувати по шкалі гвинта.
Головка мікрометричного гвинта має 50 поділок.· Ціна поділки го ловки 0,002 мм. Крок гвинта дорівнюватиме 0,002-50 - 0,1 мм, що відповідає переміщенню тубуса на один повний оберт головки гвинта. Це дає можливість знайти позірну товщину t пластинки. Вимірювання повторити тричі.
4. Вимірюють дійсну товщину d скляної пластинки з допомогою мікрометра. Маючи значення дійсної і позірної товщини пластинки, можна визначити показник заломлення скла . Вимірювання і розрахунки провести з кількома пластинками і результати занес ти до таблиці.
Примітка. Якщо крок мікрометричного гвинта мікроскопа невідо мий, то його визначають експериментально.
Для цього на столик мікроскопа кладуть скляну пластинку, а на неї - ще одну скляну пластинку. Тубус мікроскопа опускають униз доти, поки він не доторкнеться нижнім кінцем об’єктива до скляної пластин ки. Це роблять дуже обережно, щоб не пошкодити поверхню об’єктива. Записують покази шкали мікрогвинта мікроскопа. Потім обережно витя гають пластинку (положення гвинта не повинно змінюватись), після чого, обертаючи мікрогвинт, переміщують тубус мікроскопа вниз, поки знову нижня частина об’єктива не доторкнеться до пластинки. Повні оберти рахують, а частки оберту відлічують по лімбу. Обчислюють товщину пластинки в обертах і долях оберту. Після цього вимірюють тов щину пластинки мікрометром. З цих даних знаходять крок гвинта і ціну поділки лімба.
Таблиця
Номер
пластинки
№
п/п
Покази мікроскопа
l
∆l
d
n
∆n
повні оберти
долі оберту
І
1
17
5
1.71
0.018
2.57
1.5029
0.023
0.0153
2
17
13
1.726
0.002
1.4889
0.0089
0.0059
3
17
25
1.75
0.022
1.468
0.012
0.0082
ІІ
1
24
0
2.4
0.0003
3,46
1.445
0.0027
0.0018
2
24
3
2.4006
0.0003
1.441
0.0013
0.0009
3
24
2
2.4004
0.0001
1.441
0.0013
0.0009
Для першої пластинки:
1.)
2.)
3.)
Для другої пластинки:
ВИСНОВОК: Виконуючи дану лабораторну роботу я оволодів методикою визначення показника заломлення за допомогою мікроскопа і виміряв показники заломлення скляних пластинок. Показник заломлення визначається за формулою , де дійсна товщина скляної пластинки, l - позірна товщина пластинки. Виміряний показний заломлення двох пластинок був від 1,441 до 1,5029.
Оцінка за виконання роботи
Допуск
Захист
Дата виконання
Підпис викладача
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора