Лабораторна робота №4 Вивчення показника заломлення світла. Дослідження показника заломлення прозорої плоскопаралельної пластинки за допомогою мікроскопа
Мета роботи: Вивчити явище заломлення світла на плоскопаралельній пластинці та встановити показник заломлення плоскопаралельної пластинки.
Прилади: мікроскоп, мікрометр, набір прозорих плоскопаралельних пластинок.
І. Теоретичні частина
Вивчити та написати в лабораторний зошит основні відомості про заломлення та проходження світла через прозору плоскопаралельну пластинку (визначення, формули, схеми та графіки) [1–14]:
Що називається показником заломлення світла? Формула Максвелла.
Два закони відбивання та два закони заломлення світла. Закон Снеліуса.
Формула повного внутрішнього відбивання світла.
Формула пластинки (показати від яких величин залежить зміщення променя від попереднього напрямку при проходженні через пластинку).
Вивід робочої формули (
)
[12].Оптична схема мікроскопа та формула коефіцієнта збільшення мікроскопа.
Іі. Хід роботи
Дослідити за допомогою мікроскопа проходження світла через прозору плоскопаралельну пластинку, виміряти уявну товщину (h) та обчислити значення показника заломлення пластинки.
Показник заломлення прозорої плоскопаралельної пластинки розраховується з робочої формули:
,
(1)
де n– показник заломлення пластинки відносно повітря;h– уявна товщина пластинки;
Н – геометрична товщина пластинок (Н=6 мм для «стержнеподібної» пластинки, Н=3 мм для «прямокутноподібної» пластинки).
Схема проходження світла через пластинку приведена на рис.1.
Рис.1. Хід променів через прозору плоскопаралельну пластинку
Мікрометром перевіряємо геометричну товщину досліджуваних пластинок (Н).
На поверхнях пластинки нанести мітки (подряпини) алмазом так, щоб вони були розміщені одна над одною і схрещені під кутом майже 90о.
Пластинку встановити під об’єктив мікроскопа так, щоб обидві подряпини перетинали оптичну вість мікроскопа. Мітка на верхній поверхні пластинки має бути направлена «від вас», а мітка на нижній – «зліва направо».
Переконатися, що мікрометр, встановлений на мікроскопі, показує нуль, коли на нього не тисне корпус тубуса мікроскопа.
Обертаючи мікрометричний гвинт добитися чіткого зображення верхньої мітки. Записати покази мікрометра (
)
в цьому фіксованому положенні
мікрометричного гвинта мікроскопа.
Покази мікрометра знімаються по двох
шкалах – цілих та сотих частинах
міліметра.Обертаючи мікрометричний гвинт добитися чіткого зображення нижньої мітки. Записати покази мікрометра (
)
в цьому фіксованому положенні
мікрометричного гвинта мікроскопа.Розрахувати уявну товщину
з першого виміру за формулою:
(2)
Розрахувати показник заломлення
з першого виміру для «прямокутноподібної»
пластинки за формулою:
(3)
Аналогічно провести п’ять вимірювань і розрахувати середнє значення показника заломлення
для «прямокутноподібної» пластинки
за формулою:
(4)
Розрахувати середнє значення абсолютної похибки показника заломлення
«прямокутноподібної» пластинки за
формулою:
(5)
Результати досліджень та обчислень показника заломлення n «прямокутноподібної» пластинки у пункті «Висновки» записати у вигляді:
(6)
Аналогічно виконати дослідження показника заломлення світла «стержнеподібної» пластинки.
В розділі «Експериментальні результати та їх аналіз» привести експериментальні результати та розрахунки згідно вимог розділу «Хід роботи» та провести їх аналіз і порівняти отримані значення з літературними даними. За показником заломлення встановити, з якого оптичного матеріалу виготовлені пластинки.
Привести розрахунок похибок. Зробити відповідні коментарі результатів досліджень.
В пункті «Висновки» написати заключення по одержаним результатам відповідно до мети роботи, де і привести значення встановлених параметрів.