Лабораторная работа. Измерение показателя преломления стекла при помощи микроскопа

Èçìåðåíèå ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ ñòåêëà ïðè ïîìîùè ìèêðîñêîïà

Ïîâòîðèòå «ôèçèêà-11»

Àáñîëþòíûì ïîêàçàòåëåì ïðåëîìëåíèÿ n äàííîé ñðåäû íàçûâàåòñÿ îòíîøåíèå ñèíóñà óãëà ïàäåíèÿ  ëó÷à, êîòîðûé èäåò èç âàêóóìà, ê ñèíóñó óãëà ïðåëîìëåíèÿ  â ýòîé ñðåäå, òî åñòü

.           (1)

 ýòîé ðàáîòå ïîêàçàòåëü ïðåëîìëåíèÿ ñòåêëà îïðåäåëÿåòñÿ ïðè ïîìîùè ìèêðîñêîïà (ðèñ. 1).

Ãëàâíûå ÷àñòè ìèêðîñêîïà – îáúåêòèâ 6 è îêóëÿð 4 – ðàñïîëîæåíû â òóáóñå 5, êîòîðûé ìîæíî ïåðåìåùàòü âèíòîì 3 âíèç è ââåðõ, ïðèáëèæàÿ èëè îòäàëÿÿ åãî îò ñòåêëÿííîé ïëàñòèíû, êîòîðàÿ ðàñïîëîæåíà íà ïðåäìåòíîì ñòîëèêå. Áîëåå ìåäëåííîå ïåðåìåùåíèå òóáóñà ñîâåðøàåòñÿ ìèêðîìåòðè÷åñêèì âèíòîì 2. Íà ñòàíèíå 1 íåïîäâèæíî çàêðåïëåí ïðåäìåòíûé ñòîëèê 7 ñ îòâåðñòèåì ïî ñåðåäèíå. Íà ýòîò ñòîëèê íóæíî ïîìåñòèòü ñòåêëÿííóþ ïëàñòèíó ñ öàðàïèíîé.

×òîáû îáúÿñíèòü ñóòü ìåòîäà èçìåðåíèÿ ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ ñòåêëà ïðè ïîìîùè ìèêðîñêîïà, ðàññìîòðèì õîä ëó÷åé îò ôèêñèðîâàííîé òî÷êè, íàïðèìåð òî÷êè Î, ðàñïîëîæåííîé íà ïðîòèâîïîëîæíîé ñòîðîíå ïëàñòèíêè îòíîñèòåëüíî íàáëþäàòåëÿ. Ëó÷è ñâåòà Πè ÎÑ (ðèñ. 2) íà ãðàíèöå ñòåêëà è âîçäóõà ïðåëîìëÿþòñÿ è èäóò â íàïðàâëåíèÿõ ÂÅ è ÑD. Ïðîäîëæåíèÿ ëó÷åé ÂÅ è ÑD ïåðåñåêàþòñÿ â òî÷êå Î.  ýòîé æå òî÷êå ïåðåñåêàþòñÿ ïðîäîëæåíèÿ ïðåëîìëåííûõ ëó÷åé, êîòîðûå âûõîäÿò èç òî÷êè Î âî âñåõ íàïðàâëåíèÿõ. Ñëåäîâàòåëüíî, íàáëþäàòåëþ êàæåòñÿ, ÷òî ëó÷è âûõîäÿò íå èç òî÷êè Â, à èç òî÷êè Î – å¸ ìíèìîãî èçîáðàæåíèÿ. Êàê ïîêàçàíî íà ðèñ. 2

,                                                            (2)

.                     (3)

Ðàçäåëèâ (3) íà (2), èìååì: , îòêóäà

,

ãäå d – ìíèìàÿ òîëùèíà ïëàñòèíêè, êîòîðóþ èçìåðÿþò ïðè ïîìîùè ìèêðîñêîïà.  ñëó÷àå íàáëþäåíèÿ ïî íîðìàëè ê ãðàíÿì ïëàñòèíêè óãëû  è  áóäóò ìàëåíüêèìè, à

Ðèñ. 2.

.                                                            (4)

Ñëåäîâàòåëüíî, äëÿ îïðåäåëåíèÿ ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ ñòåêëà ñëåäóåò èçìåðèòü äåéñòâèòåëüíóþ è ìíèìóþ òîëùèíó ïëàñòèíêè.

Âûïîëíåíèå ðàáîòû

Îáîðóäîâàíèå: ìèêðîñêîï ñ ìèêðîìåòðè÷åñêèì âèíòîì; äâå ñòåêëÿííûå ïëàñòèíêè áåç öàðàïèíû, îäíà ïëàñòèíêà ñ öàðàïèíîé íà îäíîé ñòîðîíå; ìèêðîìåòð.

1. Èçìåðèòü äåéñòâèòåëüíóþ òîëùèíó ïëàñòèíêè ñ ïîìîùüþ ìèêðîìåòðà.

2. Ïîëîæèòü íà ïðåäìåòíûé ñòîëèê ñòåêëÿííóþ ïëàñòèíó ñ öàðàïèíîé, öàðàïèíîé ââåðõ.

3. Íàâåñòè ìèêðîñêîï íà ÷åòêîå èçîáðàæåíèå öàðàïèíû è çàïîìíèòü ïîêàçàíèÿ ìèêðîìåòðè÷åñêîãî âèíòà.

4. Íà ïëàñòèíó ñ öàðàïèíîé ïîìåñòèòü äðóãóþ ñòåêëÿííóþ ïëàñòèíó. Çàòåì ìèêðîìåòðè÷åñêèì âèíòîì ïåðåìåñòèòü òóáóñ ìèêðîñêîïà âíèç, â ïîëîæåíèå, ïðè êîòîðîì âèäíî ÷åòêîå èçîáðàæåíèå öàðàïèíû. Ïîñ÷èòàòü ïîëíîå ÷èñëî îáîðîòîâ ìèêðîìåòðè÷åñêîãî âèíòà m. Çíàÿ, ÷åìó ñîîòâåòñòâóåò ïîëíûé îáîðîò ìèêðîìåòðè÷åñêîãî âèíòà, ïîñ÷èòàòü, íà êàêóþ âûñîòó îïóñòèëñÿ òóáóñ ìèêðîñêîïà, ýòî è áóäåò ìíèìàÿ òîëùèíà ïëàñòèíêè d.

5. Çíàÿ äåéñòâèòåëüíóþ è ìíèìóþ òîëùèíó ñòåêëÿííîé ïëàñòèíêè, âû÷èñëèòü ïîêàçàòåëü ïðåëîìëåíèÿ ñòåêëà ïî ôîðìóëå (4).

6. Àíàëîãè÷íî ï. 1-5 ïðîäåëàòü ñî âòîðîé ñòåêëÿííîé ïëàñòèíîé.

Êîíòðîëüíûå âîïðîñû

1. ×òî íàçûâàåòñÿ àáñîëþòíûì ïîêàçàòåëåì ïðåëîìëåíèÿ?

2. ×åì îòëè÷àåòñÿ àáñîëþòíûé ïîêàçàòåëü ïðåëîìëåíèÿ îò îòíîñèòåëüíîãî?

3. Êàêîé ôèçè÷åñêèé ñìûñë ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ?