Методические указания. В работе измеряется показатель преломления стеклянной пластины

В работе измеряется показатель преломления стеклянной пластины, имеющей форму трапеции. На одну из параллельных граней пластины наклонно к ней направлен узкий световой пучок. Проходя через пластину, этот пучок света испытывает двукратное преломление. Источником света служит электрическая лампочка, подключенная через ключ к какому – либо источнику тока. Световой пучок создается с помощью металлического экрана с щелью. При этом ширина пучка может меняется за счет изменения расстояния между экраном и лампочкой.

Показатель преломления стекла относительно воздуха определяется по формуле:

где α – угол падения пучка света на грань пластины из воздуха в стекло; β – угол преломления светового пучка в стекле.

Для определение отношения, стоящего правой части формулы, поступают следующим образом. Перед тем как нап равить на пластину световой пучок, ее располагают на столе на листе миллиметровой бумаги так, чтобы одна из ее параллельных граней совпала с предварительно отмеченной линией на бумаге. Эта линия укажет границу раздела двух сред воздух – стекло. Тонко очищенным карандашом проводят линию вдоль второй параллельной грани. Это линия изображает границу раздела двух сред стекло – воздух. После этого не смещая пластины, на ее первую параллельную грань направляют узки световой пучок под каким либо углом к грани. Вдоль падающего на пластину и вышедшего из нее световых пучков тонко очищенным карандашом ставят точки 1, 2, 3, 4 (рис ). После этого лампочку выключают, пластину снимают и с помощью линейки прочерчивают входящий, выходящий и преломленный лучи. Через точку В границы раздела сред воздух – стекло проводят перпендикуляр к границе, отмечают углы падения α и преломления β. Далее с помощью циркуля проводят окружность с центром в точке В и строят прямоугольные треугольники АВЕ и СВD.

Так как sinα=AE/AB, sinβ=CD/BC и АВ/ВС, то формула для определения раздела показателя преломления стекла примет вид

n_пр=АЕ/DC

Длины отрезков АЕ и DC измеряют по миллиметровой бумаге или с помощью линейки. При этом в обоих случаях инструментальную погрешность можно считать равной 1 мм. Погрешность отсчета надо взять так же равной 1 мм для учета неточности в расположении линейки относительно края светового пучка.

Максимальную относительную погрешность ɛ измерения показателя преломления определяют по формуле

ɛ=ΔАЕ/АЕ+ΔDC/DC

Максимальная абсолютная погрешность определяются по формуле

Δn=n_прɛ

(Здесь n_пр – приближенное значение показателя преломления, определяемое по формуле 1).

Окончательный результат измерения показателя преломления записывают в виде:

n=n_пр±Δn

Контрольные вопросы

1. Что называют относительным показателем преломления и абсолютным показателем преломления? Что они характеризуют?

2. Запишите закон преломления света при переходе границ сред с абсолютными показателями преломления п₁ и п₂. Чем отличается ход луча при его преломлении в оптически более плотную среду от преломления в оптически менее плотную?

3. Сформулируйте закон преломления свет а и докажите его с помощью принципа Гюйгенса.

4. Какое физическое явление называют полным внутренним отражением?

5. Как вычислить угол полного внутреннего отражения?

6. За стеклянной призмой происходит разложение белого света в цветной спектр. Какой из перечисленных цветов отклоняется на наименьший угол: зеленый, оранжевый, желтый, голубой, синий.

7. Сделайте выводы

Поиск по сайту: