Экспериментальные данные.

ОТЧЕТ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ

 

Название работы:

 

________________________________________________________

________________________________________________________

________________________________________________________

 

 

Факультет_______________________	Работа №__________________________
Группа__________________________	Дата выполнения___________________
ФИО преподавателя___________________	ФИО студента______________________

 

Подпись исполнителя ___________________

 

Работу принял “ _____ ” ____________ 200 г. ___________________________________

Подпись и ФИО преподавателя

Лабораторная работа №7

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ СТЕКЛА

СПОМОЩЬЮ МИКРОСКОПА

1. Цель работы: изучение законов геометрической оптики; определение показателя преломления плоскопараллельных образцов из оптических стёкол.

2. Перечень приборов и принадлежностей: микроскоп МБС-10, плоскопараллельные образцы из оптических стёкол, штангенциркуль.

 

Краткая теория.

Если нет никаких препятствий и среда однородна, то луч света прямолинеен. На рисунке мы соединяем точки A и B прямой и говорим, что свет распространяется вдоль этой прямой. Изображенные пунктирными отрезками касательные к фронтам волны перпендикулярны лучу.

 

Рис. 1

A *

 

Вдоль прямой расстояние между двумя точками минимально. Оказывается, что и в других случаях, когда, например, имеется отражающая поверхность, путь распространения света оказывается таким, что вдоль него время движения волны минимально. Это утверждение называют принципом Ферма.

Принцип Ферма – утверждение, что луч света всегда распространяется в пространстве между двумя точками по тому пути, по которому время его прохождения меньше, чем по любому из всех других путей, соединяющих эти точки.

 

Пусть свет попадает из точки A в точку B (рис. 2) Рис. 2

A A’     a1 a2 C B B’

Из точки A’ происходит излучение волны с противоположной фазой. В связи с изменением фазы колебаний при отражении от зеркала на p вводится новый для нас термин - “ потеря полуволны ”. Он будет достаточно понятен, если вспомнить, что при распространении волны в отстоящих на l/2 точках колебания происходят в противофазе. Закон отражения утверждает, что при отражении света луч падающий, луч отраженный и перпендикуляр к поверхности зеркала в точке отражения лежат в одной плоскости.

При этом угол падения равен углу отражения - a₁ = a₂. Этот закон можно считать следствием принципа Ферма: длина ломаной ACB, равная длине отрезка A’B, представляет собой минимальный путь между точками A и B для распространения света с отражением от зеркала. При смещении точки отражения C вверх или вниз длина пути увеличивается.

Преломление луча света происходит при переходе из одной среды в другую. Причина преломления - изменение скорости распространения. Применим для получения закона преломления принцип Ферма.

Z A a1 z 0 a2 X B

Пусть скорость распространения света в некоторой среде равна v, в вакууме - c. Обычно скорость распространения света в среде меньше скорости в вакууме.

 

.

 

Мы ввели обозначение n = c/v, эта величина называется показателем преломления. Произведение ln называют оптической длиной пути. Для вакуума n = 1. Если n > 1, то время распространения света от точки A до точки B будет уменьшаться при отклонении пути распространения от прямолинейного, причем при таком отклонении, когда длина пути в вакууме несколько увеличивается, а в веществе - уменьшается. Подсчитаем время распространения света между точками A и B. Пусть (x_A,z_A) и(x_B,z_B)- координаты точек, z - координата точки преломления луча. В вакууме и в веществе свет проходит расстояния

 

и ,

время распространения –

 

 

Согласно принципу Ферма

 

 

Используя введенное ранее обозначение, мы можем записать закон преломления в виде:

 

Экспериментальные данные.

Таблица 1 Таблица 2

№	a, мм
	3,2
	3,8
	3,5
	2,9
	3,5

№	d, мм
	4,82
	4,78
	4,80
	4,84
	4,86