Порядок выполнения работы и пояснения к ней

1. Прежде чем приступить к определению показателя преломления исследуемой жидкости необходимо убедиться в правильности работы рефрактометра. Такую проверку проще всего выполнить, измерив показатель преломления вещества с известным показателем преломления. В качестве такого вещества будем использовать дистиллированную воду, показатель преломления которой равен 1,333.

Откройте предназначенное для подсветки шкалы зеркало и направьте свет от окна в лаборатории или от осветительной лампы на шкалу показателей преломления, с помощью окуляра добейтесь резкого изображения измерительной шкалы и перекрестия. Поднимите вспомогательную призму и с помощью пипетки нанесите несколько капель дистиллированной воды на измерительную призму. Осторожно опустите первую призму в исходное положение, посмотрите в окуляр и убедитесь в том, что вода полностью заполнила зазор между измерительной и осветительной призмами. Затем установите осветительное зеркало таким образом, чтобы поле зрения трубы было равномерно освещено, закрепите зеркало в данном положении. Вращая блок измерительной и вспомогательной призм, найдите в поле зрения окуляра границу света и темноты. Устраните окрашенность последней с помощью компенсатора. Совместите точку перекрестия с границей света и тени и по шкале показателей преломления определите показатель преломления дистиллированной воды. При условии, что рефрактометр исправен, для дистиллированной воды должно получиться значение показателя преломления указанное выше, то есть 1,333. Если же полученное значение отличаются от теоретического следует найти поправку к шкале . Внесите полученную поправку в таблицу 1.1 и учитывайте ее при дальнейших измерениях.

Таблица 1.1.

1,333

2. Не забывайте, что рабочие поверхности вспомогательной и измерительной призм легко повредить, поэтому при работе с ними необходимо соблюдать осторожность. Для получения правильных значений показателя преломления после каждого опыта необходимо обязательно тщательно вытирать рабочие поверхности обеих призм мягкой тряпочкой или фильтрованной бумагой. Вытирая поверхность измерительной призмы будьте внимательны, можно повредить полировку.

3. Измерьте показатели преломления растворов поваренной соли, концентрация которых известна. Результаты измерений занесите в таблицу 1.2. Определите истинные значения показателей преломления исследуемых растворов, эти данные также внесите в таблицу 1.2.

Таблица 1.2

4. Используя данные таблицы 1.2, постройте график зависимости показателя преломления от концентрации .

5. Определите показатель преломления раствора поваренной соли с неизвестной концентрацией. Используя график определить неизвестную концентрацию. Полученный результат внести в таблицу 1.2.

6. Приступайте к выполнению второй части лабораторной работы – определению показателя преломления стекла с помощью микроскопа.

С помощью штангенциркуля определите толщину исследуемой пластинки d. Измерения необходимо провести в пяти разных местах данной пластинки. Результаты занесите в таблицу 1.3

Таблица 1.3

№

7. Возьмите предметное стекло, на котором изображена линия, положите его на предметный столик микроскопа линией к объективу. Получите резкое изображение линии. Возьмите стеклянную пластинку, показатель преломления которой необходимо определить, и аккуратно положите ее на первую. Затем медленно вращая микрометрический винт и считая число полных оборотов N ₁ и число делений N ₂, на которое он повернется, получите резкое изображение линии. Измерения провести пять раз для различных участков исследуемой пластинки. Результаты измерений внесите в таблицу 1.3.

8. Используя полученные данные, рассчитайте величину кажущегося поднятия линии по формуле:

, (1.17)

где учтено, что – цена деления одного полного оборота винта, – цена деления микрометрического винта и что головка винта содержит 50 делений.

Результаты расчетов занести в таблицу 1.3.

9. По формуле (1.16) рассчитайте показатель преломления исследуемой пластинки. Результаты внесите в таблицу 1.3.

10. Рассчитайте среднее значение показателя преломления, определите абсолютную и относительные погрешности измерений. Запишите полученные данные в таблицу 1.3.

Контрольные вопросы:

Почему при переходе от законов физической оптики к законам геометрической оптики существенно ?

Сформулируйте законы отражения и преломления света.

Что называется абсолютным и относительным показателем преломления?

От чего зависит абсолютный показатель преломления?

Зависит ли показатель преломления от угла падения? Угла преломления? Угла отражения? Скорости распространения света в среде?

Что такое полное внутреннее отражение? Условие полного внутреннего отражения.

В чем заключается физический смысл показателя преломления?