Определение показателей преломления жидких и твердых тел - Методичка

Показатель преломления является одной из физических характеристик вещества, изучение которой дает возможность определять структуру сложных молекул, судить о типах химической связи между атомами, с высокой степенью точности устанавливать процентный состав газообразных и жидких смесей, измерять их плотности, исследовать диффузию и другие явления. При переходе луча света через границу раздела двух сред с различными оптическими свойствами, происходит изменение направления его распространения в случае наклонного падения. Появление преломленной и отраженной световых волн на границе раздела двух сред обусловлено изменением фазовой скорости волны в среде по сравнению со скоростью света в вакууме. Волновой вектор в падающей (пд), отраженной (отр.) и преломленный (пр) волнах связан со скоростью распространения в средах соотношениями кпд = wпд / J1 kotp = wotp / J1 кпр = wпр / J2 , где J1 и J2 - скорости распространения волн в первой и во второй средах. По закону преломления света падающий луч, преломленный луч и перпендикуляр к границе раздела сред, опущенный в точку падения луча, лежат в одной плоскости; отношение синуса угла падения i к синусу угла преломления r является величиной постоянной для данных двух сред равной относительному показателю преломления n21 второй среды по отношению к первойСогласно закону преломления света, луч проходя через оптически более плотное вещество, чем окружающая среда отклоняется, поэтому предмет, рассматриваемый через плоскопараллельную пластинку, кажется расположенным ближе. Пусть на нижней поверхности плоскопараллельной пластинки (рисунок 3) проведена царапина S. Благодаря преломлению света, наблюдателю кажется, что точка S находится на продолжении луча АС в точке S`, то есть приподнятой над ее истинным положением на величину SS`.В рефрактометрах для измерения показателей преломления жидкостей используется явление полного внутреннего отражения света. Исследуемая жидкость помещается в зазор между гранями двух призм (рисунок 2.4). Матовая поверхность этой призмы служит источником рассеянного света. Скользящий луч пройдет в измерительной призме через точку О под углом r, значение которого можно определить по закону преломления из соотношения Так как N>n, то на границе жидкость - измерительная призма наблюдается явление, обратное полному внутреннему отражению.Его оптическая схема состоит из наблюдательной и осветительной систем. В наблюдательную систему входят объектив 1, окуляр 2, вмонтированный в тубус микроскопа 3. Осветительная система состоит из зеркала 4, конденсора 5 с ирисовой апертурной диафрагмой 6. С одной стороны коробки укреплена конструкция 8 для перемещения конденсора , а с другой - тубусодержатель, имеющий форму дуги. Грубая фокусировка производится рукояткой 8, микроскопическая вращением рукоятки 9, причем поворот против часовой стрелки поднимает тубус, а по часовой-опускает тубус относительно предметного столика 10.а) Измеряют толщину пластинки d в трех различных точках. Вычисляют среднее арифметическое значение толщины пластинки. б) С помощью микроскопа определяют кажущуюся толщину d` следующим образом: вращая зеркало 4 осветительной системы (рисунок 3.1), получают хорошо освещенное поле зрения в микроскопе; вращением рукояток 8 и 9 фокусируют микроскоп на нижний штрих; поднимая тубус с помощью микрометренного винта 9, фокусируют микроскоп на верхний штрих, нанесенный на пластинку и снова производят отсчет N2 по шкале 11;На рисунке 3.2 показан общий вид рефрактометра. а) Освещают внешним источником света грань осветительной призмы 2, для чего поднимают крышку 6. б) Освещают зеркалом подсветки 7 шкалу показателей преломления. На полированную грань призмы 1 наносят пипеткой 1-2 капли дистиллированной воды, после чего верхнюю осветительную призму закрывают. г) Вращая ручку перемещения шкалы 8, расположенную c левой стороны прибора, добиваются появления в поле зрения границы светлого и темного полей. д) Окраска границы раздела устраняется вращением ручки компенсатора дисперсии 3. е) Совмещают границу раздела с перекрестием штрихов в окуляре (рисунок 3.3) и снимают отсчет по всей шкале показателей преломления с точностью до четвертого знака.

Содержание

1. Цель работы

2. Теоретическая часть

2.1 Определение показателя преломления стекла с помощью микроскопа

2.2 Определение показателя преломления жидкостей с помощью рефрактометра

3. Экспериментальная часть

3.1 Установка для измерения показателя преломления стеклянной пластинки

3.2 Выполнение работы

3.3 Установка для определения показателя преломления жидкостей и порядок выполнения работы

4. Требования к отчету

5. Контрольные вопросы

Список литературы

1. Цель работы

Целью данной работы является определение показателей преломления жидких и твердых тел.