Теоретичні відомості
Date: 2015-10-07; view: 549.
Львів 2005
Проців Р.І.
Мета роботи - оволодіти методикою визначення показника заломлення з допомогою мікроскопа і виміряти показники заломлення скляних пластинок.
Прилади і матеріали: плоско-паралельна пластинка з досліджуваного скла, мікроскоп, освітлювач для мікроскопа.
Якщо промінь світла падає на гладеньку поверхню прозорого середовища, то утворюється відбитий і заломлений промені. Відбитий промінь 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 заломленим променем і нормаллю - кутом заломлення (рис. 1).
рис. 1
Дослідним способом встановлені закони заломлення світла, які справедливі для ізотропних середовищ. Ізотропним називають середовище, в якому швидкість світла не залежить від напряму поширення.
1. Заломлений промінь лежить я одній площині з падаючим променемі перпендикуляром, проведеним у точці падіння променя до межі розділу двох середовищ.
2. Відношення синуса кута падіння до синуса кута заломлення дорівнює 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 даної 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 речовину більш густу, заломлений промінь наближається до перпендикуляра, поставленого в точці падіння, тобто і > r.
Якщо промінь світла переходить із середовища, оптично більш густого, в середовище, оптично менш густе, то заломлений промінь віддаляється 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 заломлення речовини.
Існує багато різних способів визначення показників заломлення. У цій роботі показник заломлення скла визначають, порівнюючи дійсну товщину плоско-паралельної пластинки (виміряної з допомогою мікрометра) і позірної товщини (виміряної з допомогою мікроскопа).
рис. 2
Розглянемо цей спосіб докладніше. Якщо на дно посудини 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 відстань h (рис. 2).
Таке саме явище спостерігається а мікроскопі. Якщо на шляху світла від досліджуваного об'єкта помістити плоско-паралельну скляну 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 променів, які йдуть від неї, знаходитиметься в точці Е (рис. 3). Якщо мікроскоп сфокусувати на мітку А, то мітка В буде поза фокусом. Для того щоб сфокусувати мікроскоп на мітку В, треба опустити тубус мікроскопа не на товщину пластинкиАF, 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 доуваги, 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 кутівможна замінити синусами:
Права сторона цієї рівності дорівнює показнику заломлення. Таким чином, показник заломлення пластинки:
| <== previous lecture | | | next lecture ==> |
| Задачі і вправи | | | Опис приладу |