2. Порядок выполнения работы

Несколько капель исследуемой жидкости с помощь пипетки или стеклянной палочки наносят на поверхность АВ измерительной призмы, предварительно приподняв осветительную призму, после чего устанавливают осветительную призму в рабочее положение. Осветительное зеркало регулируется так, чтобы свет от источника поступал в осветительную призму и равномерно освещал поле зрения.

Упражнение 1 Измерение показателя преломления и средней дисперсии эталонных растворов глицерина в воде

Вращая маховичок, регулирующий положение измерительного призменного блока, находят границу света и тени, совмещая её с отсчётной (визирной) линией. Вращением маховичка, приводящего в движение компенсатор, устраняют окрашенность. После чего точно совмещают границу света и тени с визирной линией. Измеряют показатель преломления и отсчет Z по барабану компенсатора.

Поскольку световосприятие каждого экспериментатора различно, то возникает погрешность в определении и Z, поэтому измерение и Z следует повторить 5-10 раз.для каждой заправки исследуемой жидкости, не забывая, что Z измеряется с двух сторон барабана, отличающихся на 180º.

Измерив и Z для всех растворов строят зависимость , где - концентрация глицерина в воде, .

Для определения средней дисперсии в соответствии с (4.7) необходимо найти коэффициенты А, В и . Эти коэффициенты определяются из таблицы. Из (4.8) видно, что с помощью Z можно определить , зная - А и В. Необходимо учитывать, что для значений Z больше 30 величина  принимает отрицательное значение. Таблицы для определения средней дисперсии приведены в приложении А.

Упражнение 2

Определение концентрации раствора глицерина в воде

Для определения концентрации используют график зависимости , полученный в предыдущем упражнении. Измерив раствора с неизвестной концентрацией , с помощью графика следует определить .

Упражнение 3

Зависимость коэффициента Аббе от концентрации раствора

По результатам измерений и для всех растворов с помощью (4.9) определяют значение . Построив график зависимости , Легко заметить большой разброс . В этом случае не имеет смысла аппроксимировать зависимость полиномом высокой степени, а следует ограничиваться аппроксимацией линейной функцией, что позволит определить основные тенденции зависимости .

Для определения погрешностей необходимо знать зависимость . Вычисление погрешности с помощью таблицы крайне неудобно, потому специально для данной лабораторной работы была написана программ обработки результатов, позволяющая определить не только и по заданным и Z, но и их погрешности при введении .

Для определения следует для каждой концентрации определить - среднюю ошибку Z и ввести в программу вместе с и . После вычисления необходимо указать эти погрешности на графике .

Пример записи результатов измерения при определении средней дисперсии воды.

Вода при 20^о С, =1.3330

Отсчеты по барабану компенсатора:

По одной По другой

стороне стороне

41.7 42.1

41.7 42.2

41.6 42.0

42.0 41.9

41.8 41.9

Среднее значение 41.8 42.0

Общее среднее значение Z=41.9

Из таблицы имеем:

для = 01.3330 A=0.02418, B=0.03120,   = - 0.584

для Z=41.9 =0.02418-0.01822=0.00596

Контрольные вопросы и задания

1. Перечислите основные методы рефрактометрии.

2. В чём состоит явление полного внутреннего отражения?

3. На чём основан принцип работы рефрактометра типа Аббе?

4. Как с помощью рефрактометра измерить показатель преломления непрозрачной жидкости, твёрдого тел?

5. Получите формулу (4.10).

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5

ИЗУЧЕНИЕ ИНТЕРФЕРЕНЦИОННОЙ СХЕМЫ

КОЛЕЦ НЬЮТОНА

1. Теория интерференции в тонких пленках

В зависимости от локализации интерференционной картины в тонких пленках наблюдается полосы равного наклона, локализованные в бесконечности, и полосы равной толщины, локализованные на поверхности плёнки. На рис. 5.1 показана схема наблюдения полос равной толщины на клине в отраженном свете.

Лучи 1 и 2 излучаются одной точкой протяженного источника и поэтому являются когерентными (см. рис. 1).

Разность хода между ними определяется в виде:

, (5.1)

где - показатель преломления клина.

Слагаемое обуславливается возникновением разности хода при отражении луча 2 от оптически более плотной поверхности. При малых и для любой пары лучей, излучаемых протяженным источником, разность хода будет одинаковой, так как при этом , то есть

, (5.2)

где - толщина клина в точке наблюдения. Протяженность источника и малость угла падения являются необходимым условием наблюдения полос равной толщины.

Если рассматривается воздушный клин, образованный, например, двумя стеклянными поверхностями, то

, (5.2’)

здесь дополнительная разность хода возникает в точке В при отражении луча 1 от оптически более плотной поверхности.

Условия интерференционных максимумов и минимумов имеют следующий вид:

, =1, 2, 3, …

, =1, 2, 3, … (5.3)

где - порядок интерференционной полосы: светлой (MAX) или темной (MIN).