ІІ. Опис приладів і методика вимірювання. Знайти n безпосередньо за кутом падіння a та кутом заломлення b складно, оскільки кути важко виміряти

Знайти n безпосередньо за кутом падіння a та кутом заломлення b складно, оскільки кути важко виміряти. Тому в цій лабораторній роботі показник заломлення твердої прозорої плоскопаралельної пластинки, крізь яку проходить біле світло, визначається за допомогою мікроскопа та мікрометра. Мікроскоп складається з двох основних частин - об’єктива та окуляра. Об’єктив та окуляр розташовані в трубі, що називається тубусом мікроскопа. Тубус закріплено на штативі за допомогою особливого пристосування, що називається кремальєрою. Тубус можна переміщати для фокусування мікроскопа. Часто буває два пристосування для переміщення тубуса: одне для грубих, а друге для точних переміщень (крок гвинта - долі міліметра). Об’єктив мікроскопа закріплено в нижній, а окуляр в верхній частині тубуса. Предмет розташовується на столику під об’єктивом. Об’єктив мікроскопа дає збільшене, дійсне і обернене зображення.

Окуляр дає збільшене, уявне і пряме зображення. Мікроскоп в цілому дає збільшене, уявне і обернене зображення. Схему ходу променів у мікроскопі показано на рис.2.

Рис.2.Хід променів в мікроскопі.

Предмет розташовується між фокусом та подвійним фокусом об’єктива. А окуляр розташовується на такій віддалі від об’єктива, щоб зображення, яке дає об’єктив, знаходилось між фокусом окуляра і самим окуляром.

Розглянемо хід променів у плоскопаралельній пластинці товщиною d, вертикальний розріз якої подано на рис.3. Нанесемо одну подряпину у вигляді прямої лінії на нижню поверхню (т.В), а другу ‑ перпендикулярну до неї на верхню поверхню (т.Е). Усі точки цієї подряпини будуть джерелами розсіяних променів, частина з яких потрапляє до об’єктива мікроскопа, розташованого над пластинкою. Нехай два крайні промені АС та ДS, кут розходження яких обмежений розмірами об’єктива, вийшли з т.В, і, заломившись на межі розділу середовищ, потрапляють в об’єктив. Для спостерігача, який дивиться вертикально вниз уздовж нормалі ВЕ, промені АС та ДS перетнуться в т.О – уявному зображенні т.В. Сукупність таких точок дасть уявне зображення подряпини. Отже, уявна товщина пластинки d’, яку бачимо в мікроскопі, менша за дійсну товщину d.

Вимірявши за допомогою мікроскопа уявну товщину пластинки d’ та за допомогою мікрометра дійсну товщину d, можна обчислити відносний показник заломлення пластинки. А саме: з DВДЕ: ДЕ = ВЕ×tgb = d ×tgb; з DОДЕ: ДЕ = ОЕ×tgb = d¢×tgb. Врахувавши, що при малих кутах a та b sinb» tgb, sina» tga, одержимо

. (5)

Отже, абсолютний показник заломлення даної прозорої пластинки можна обчислити за формулою

, (6)

де d – дійсна товщина; d ¢ - уявна товщина пластинки.