Лабораторные по кристаллооптике 2008 / З-н преломления

Лабораторная работа №1

Открытие закона преломления света.

Цель работы: наблюдать явление преломления света на границе раздела сред воздух-стекло и открыть закон преломления света.

Приборы и принадлежности: плоско-параллельная пластина, набор игл, линейка, циркуль, транспортир, карандаш, миллиметровая бумага, коврик для четкого фиксирования игл.

Теоретическое введение:

Законы преломления света:

1. Падающий луч, преломленный луч и перпендикуляр к границе раздела двух сред, восстановлены в точке падения луча, лежат в одной плоскости.

2. Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для данных двух сред, называемая относительным показателем преломления второй среды относительно первой:

sinα/sinβ = n₂₁

Ход работы:

I. Экспериментально доказать справедливость выполнения 1-го закона преломления света.

Собрать экспериментальную установку. Для этого взять миллиметровую бумагу, поместить на коврик для четкого фиксирования игл. На миллиметровую бумагу поместить плоско-параллельную пластину и очертить ее границы на миллиметровой бумаге. За плоско-параллельной пластиной воткнуть на некотором расстоянии иглу. Вторую иглу воткнуть у основания плоско-параллельной пластины (илы расположить в произвольном порядке). С другой стороны пластины установить третью иглу таким образом, чтобы все три иглы лежали на одной прямой при наблюдении их через призму. На некотором расстоянии таким же образом как и третью иглу установить четвертую.

Убрать призму и иглы. Соединить последовательно точки полученные в результате проведенного эксперимента. Провести перпендикуляры во 2 и 3 точках, находящихся на границах раздела двух сред.

Убедится в том, что падающий луч, преломленный луч и перпендикуляр к границе раздела двух сред, восстановлены в точке падения луча, действительно лежат в одной плоскости.

II. Доказать справедливость второго закона.

Во второй точке провести окружность. В точках пересечения окружности с подающим и преломленным лучами провести перпендикуляр к перпендикуляру восстановленному к границе раздела двух сред.

Записать отношение сторон полученных треугольников:

Величина a должна быть постоянной для любых углов падения света и она должна удовлетворять соотношению:

Что и является доказательством справедливости второго закона преломления света.

Аналогичные построения произвести для третьей точки.

Величина b также является постоянной величиной. И между этими постоянными должно выполняться соотношение

III. Записать вывод о проделанной работе.