Федеральное агентство по образованию
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
«Национальный исследовательский ядерный университет»
«МИФИ»
Лабораторная работа № 18
Определение показателя преломления и средней дисперсии с помощью дисперсионного рефрактометра
Преподаватель Карпов В.И.
Выполнил студент группы 1ИТ-30 Чеботаев В.О.
Озёрск
2012 г.
Приборы и принадлежности:
а)рефрактометр дисперсионный универсальный (РДУ)
б) глицирин
в) дистиллированная вода
г) осветитель
Цель работы:
Заключается в получении и изучении на механической модели распределения частиц, аналогичного распределению Максвелла.
Порядок выполнения работы:
Для проверки нуля прибора повернул от себя до упора корпус прибора вместе с камерой и, и открыв замок, откинул осветительную призму, а полированную грань измерительной призмы установил горизонтально. Проверив чистоту поверхностей обеих призм, пипеткой нанес несколько капель дистиллированной воды на грань измерительной призмы и прижал призмы друг к другу замком. При этом между гранями образовался тонкий равномерно распределенный слой жидкости.
Установил прибор в удобное для наблюдения положение, наклонив его до упора так, чтобы окуляр был обращен ко мне. Направил световой поток от лампы, используемой для освещения, на входное окно осветительной призмы так, чтобы оно было равномерно освещено, а поворотом зеркала добился хорошего освещения шкалы. Вращением окуляров и добился наиболее резкого изображения штриха и перекрестия. Затем, медленно поворачивая камеру при помощи ручки, ввел в поле зрения границу света и тени. Если она окрашена, устранил окраску вращением дисперсионного компенсатора, используя ручку. Поворотом камеры установил визирную линию сетки микроскопа на деление шкалы показателей преломления, соответствующее nD=1,333 (значение показателя преломления дистиллированной воды). Граница света и тени при этом проходит через перекрестие сетки зрительной трубы. После установки нуля перешёл к непосредственным измерениям.
Используя вместо дистиллированной воды исследуемую жидкость (глицерин), произвел настройку на резкость, снова ввел в поле границу света и тени, устранил дисперсионную окраску и совместил границу с перекрестием зрительной трубы. По шкале показателей преломления сделал отсчет показателя преломления жидкости nD. Одновременно снял отсчет количества делений Z1 по дисперсионному лимбу барабана компенсатора. Вращая ручку барабана компенсатора, нашёл другое его положение Z2, при котором снова установилась окраска границы света и тени, совмещенной с перекрестием. Измерения проделал несколько раз для новых капель жидкости. Все измерения nD и Z записал в таблицу 1.
Таблица 1
№ пп (исследуемое в-во) |
nD |
|
Z1 |
Z2 |
|
1 (вода) |
1,333 |
1,333 |
4 |
40 |
22 |
2 (вода) |
1,333 |
4 |
40 |
||
3 (вода) |
1,333 |
4 |
40 |
||
4 (глицерин) |
1,467 |
1,467 |
4 |
40 |
22 |
5 (глицерин) |
1,467 |
4 |
40 |
||
6 (глицерин) |
1,467 |
4 |
40 |
Рассчитал величину средней дисперсии исследуемого в-ва по формуле
Вода:
=
0.023771
+ 0.040623*0,407
= 0.040304561
Глицерин: = 0.023473 + 0.035239*0,407 = 0,037815273
в которой величины А и В находятся по среднему значению nD из таблицы 2, а из таблицы 3 по среднему значению .
Примечание:
При использовании таблиц для большей точности определения А, В, и пользовался интерполяцией.
Вычисляя среднюю дисперсию, учёл, что для Z>30, величина имеет отрицательное значение.
По найденным показателям преломления nD и средней дисперсии
используя
формулу
рассчитал величину коэффициента
дисперсии V.
Расчёты:
Вода
Глицерин
Таблица 2
КОЭФФИЦИЕНТЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СРЕДНЕЙ ДИСПЕРСИИ
nD |
А |
В |
nD |
А |
В |
nD |
А |
В |
1,330 |
0,02378 |
0,04071 |
1,440 |
0,02350 |
0,03659 |
1,550 |
0,02349 |
0,03005 |
1,340 |
0,02375 |
0,04042 |
1,450 |
0,02349 |
0,03611 |
1,560 |
0,02351 |
0,02930 |
1,350 |
0,02371 |
0,04012 |
1,460 |
0,02348 |
0,03561 |
1,570 |
0,02353 |
0,02853 |
1,360 |
0,02368 |
0,03980 |
1,470 |
0,02347 |
0,03508 |
1,580 |
0,02356 |
0,02772 |
1,370, |
0,02375 |
0,03946 |
1,480 |
0,02346 |
0,03453 |
1,590 |
0,02359 |
0,02688 |
1,380 |
0,02363 |
0,03910 |
1,490 |
0,02345 |
0,03396 |
1,600 |
0,02363 |
0,02600 |
1,390 |
0,02360 |
0,03873 |
1,500 |
0,02345 |
0,03337 |
1,610 |
0,02367 |
0,02509 |
1,400 |
0,02358 |
0,03834 |
1,510 |
0,02345 |
0,03276 |
1,620 |
0,02372 |
0,02413 |
1,410 |
0,02356 |
0,03793 |
1,520 |
0,02346 |
0,03212 |
1,630 |
0,02378 |
0,02313 |
1,420 |
0,02354 |
0,03751 |
1,530 |
0,02347 |
0,03146 |
1,640 |
0,02384 |
0,02208 |
1,430 |
0,02352 |
0,03706 |
1,540 |
0,02348 |
0,03077 |
1,650 |
0,02392 |
0,02097 |
Таблица 3
ЗНАЧЕНИЯ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СРЕДНЕЙ ДИСПЕРСИИ
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
1,000 |
60 |
10 |
0,866 |
50 |
20 |
0,500 |
40 |
1 |
0,999 |
59 |
11 |
0,839 |
49 |
21 |
0,454 |
39 |
2 |
0,995 |
58 |
12 |
0,809 |
48 |
22 |
0,407 |
38 |
3 |
0,988 |
57 |
13 |
0,777 |
47 |
23 |
0,358 |
37 |
4 |
0,978 |
56 |
14 |
0,743 |
46 |
24 |
0,309 |
36 |
5 |
0,966 |
55 |
15 |
0,706 |
45 |
25 |
0,259 |
35 |
6 |
0,951 |
54 |
16 |
0,669 |
44 |
26 |
0,208 |
34 |
7 |
0,934 |
53 |
17 |
0,629 |
43 |
27 |
0,156 |
33 |
8 |
0,914 |
52 |
18 |
0,588 |
42 |
28 |
0,104 |
32 |
9 |
0,891 |
51 |
19 |
0,545 |
41 |
29 |
0,052 |
31 |
|
|
|
|
|
|
30 |
0,000 |
30 |