Оптика 4 семак / Физика Евдокимов / ЛБ№3 Кшинин Иван 1Б92

Томский политехнический университет Отделение естественных наук ШБИП

Отчет по лабораторной работе В-О03

ИЗУЧЕНИЕ ДИСПЕРСИИ ТВЕРДЫХ ТЕЛ

Студент гр. 1Б92 Ф.И.О. Кшинин И.Б

к выполнению лабораторной работы ДОПУЩЕН

________________________

подпись преподавателя

Цель работы: изучение принципа действия рефрактометра ИРФ-23, определение зависимости показателя преломления стеклянной призмы от длины волны

КРАТКОЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Дисперсией света называется зависимость показателя преломления n вещества от частоты ν (длины волн λ) света, или зависимость фазовой скорости световых волн υ от их частоты.

Нормальная дисперсии света – Области значения ν, в которых > 0; < 0,

с ростом частоты ν показатель преломления n увеличивается. Нормальная дисперсия наблюдается у веществ, прозрачных для света

Аномальная дисперсии света – < 0; > 0, с ростом частоты ν показатель

преломления n уменьшается

Объяснение с точки зрения классической электромагнитной теории влияния среды на распространение света:

В неоднородной среде световые волны дифрагируют на неоднородностях среды

– рассеиваются. Интенсивность света при прохождении через вещество убывает по экспоненциальному закону:

= 0 −; −, коэф. т. поглощения, − толщина поглоаемого слоя, 0 − интенсивность волны на входе

1

СХЕМА УСТАНОВКИ

Схема установки состоит: 1. Зрительная трубка 2.Противовес поворотный

3.Окуляр

4.Ртутная лампа

5.Микровинт

6.Направляющая линза

РАБОЧИЕ ФОРМУЛЫ

где – Э − известный показатель преломления, − минимальный угол

2

Измерения провел студент (ка) группы 1Б92 Кшинин И.Б.

(Фамилия И.О.)

Дата 20,03,2021

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

1,665

n

1,660

1,655

1,650

1,645

1,640

l

3

Расчеты n производились в Mathcad так что было округление до 0.000 максимум, так что расчеты округленные, найденное значение максимально приближенно к реальному.

4

Вывод:

Воснове лабораторной работы лежит явление преломления света призмой

–дисперсия света. На установке, состоящей из источника света и гониометра – приборе, служащем для измерения углов между направлениями световых лучей, были определены углы наименьшего отклонения для желтой, зеленой и фиолетовой линий натрия, найдены значения показателей преломления для трех цветов волн.

Тип дисперсии нормальный, т.к. ход кривой дисперсии, следующий: показатель преломления n уменьшается с увеличением длины волны λ.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.На чем основан принцип действия рефрактометра?

2.Что называется дисперсией света?

3.В чем различие между нормальной и аномальной дисперсией?

4.Как классическая электромагнитная теория объясняет влияние среды на распространение света?

5.Как определяется показатель преломления прозрачных тел в данной работе?

6.С помощью какого соотношения рассчитывается показатель преломления?

9. Как производится отсчёт углов по спиральному отсчётному устройству (отсчёт единиц, десятков, сотых и тысячных долей градуса)?

ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ

1.Принцип действия рефрактометра основан на явлении полного внутреннего отражения и измерения критического угла при попадании на границу света раздела двух сред с разными показателями преломления.

2.Дисперсией света называется зависимость показателя преломления n вещества от частоты ν (длины волн λ) света, или зависимость фазовой скорости световых волн υ от их частоты.

5

3. Нормальная дисперсии света – Области значения ν, в которых >

0; < 0, с ростом частоты ν показатель преломления n увеличивается.

Нормальная дисперсия наблюдается у веществ, прозрачных для света.

Аномальная дисперсии света – < 0; > 0, с ростом частоты ν

показатель преломления n уменьшается

4.В неоднородной среде световые волны дифрагируют на неоднородностях среды – рассеиваются. Интенсивность света при прохождении через вещество убывает по экспоненциальному закону:

= 0 −; −, коэф. т. поглощения, − толщина поглоаемого слоя, 0

−интенсивность волны на входе

5.Для экспериментального определения показателя преломления n прозрачных твёрдых, нем исследуемому образцу придается форма кубика, который помещается на эталонную призму с известным показателем преломления э n. Кубик имеет две полированные грани, одна из которых обращена к источнику света, а другая − к эталонной призме.

В идеальном рефрактометре, если ось зрительной трубы установлена перпендикулярно к вертикальной грани призмы, то 0 = 0,0000 (нуль прибора). В действительности же из-за нарушения соосности отсчёт 0 может оказаться отличным нуля. Поэтому необходимо определить среднее значение 0, 0. Тогда искомое значение будет равно разности

6

между средним значением результатов измерений и средним значением нуля прибора 0: = − 0.

8.Чтобы определить предельный угол преломления то нужно чтобы монохроматический луч света падал на границу раздела стеклянной эталонной призмы с известным показателем преломления э n и

исследуемого прозрачного тела с показателем преломления n. Тогда

9.Здесь примерно 0.160. Значение угла отсчитывается по спиральному отсчетному устройству. По основной вертикальной шкале, имеющей цену деления 1°, отсчитывается число целых градусов против горизонтального штриха в тот момент, когда штрих

расположен между ближайшими двойными витками спирали. Десятые доли градусов отсчитываются по номеру двойного витка, внутри которого поместился градусный штрих. Сотые и тысячные доли градуса отсчитываются по верхней шкале.

Выполнил студент (ка) группы_____________

_______________________________________

(Фамилия И.О.)

Проверил Преподаватель__________________

_______________________________________

7