Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни \" фізика \" \"визначення показника заломлення рідини рефрактометром\" icon

Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни " фізика " "визначення показника заломлення рідини рефрактометром"




Скачати 77.49 Kb.
НазваМетодичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни " фізика " "визначення показника заломлення рідини рефрактометром"
Дата27.09.2012
Розмір77.49 Kb.
ТипМетодичні вказівки

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

КРЕМЕНЧУЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ІМЕНІ МИХАЙЛА ОСТРОГРАДСЬКОГО





МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

ЩОДО ВИКОНАННЯ ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ

З НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ “ФІЗИКА

“ВИЗНАЧЕННЯ ПОКАЗНИКА ЗАЛОМЛЕННЯ РІДИНИ РЕФРАКТОМЕТРОМ”

(РОЗДІЛ “ХВИЛЬОВА ОПТИКА”)

ДЛЯ СТУДЕНТІВ ТЕХНІЧНИХ СПЕЦІАЛЬНОСТЕЙ

ДЕННОЇ ТА ЗАОЧНОЇ ФОРМ НАВЧАННЯ





КРЕМНЧУК 2011

Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни “Фізика” “Визначення показника заломлення рідини рефрактометром” (розділ “Хвильова оптика”) для студентів технічних спеціальностей денної та заочної форм навчання.


Укладач: асистент Журав В.В.


Рецензент:


Кафедра фізики


Затверджено методичною радою КНУ імені Михайла Остроградського

Протокол №____ від «____» ____________ 2011р.


Заступник голови методичної ради ______________ доц. С.А. Сергієнко

^ ЛАБОРАТОРНА РОБОТА 3-6

ВИЗНАЧЕННЯ ПОКАЗНИКА ЗАЛОМЛЕННЯ РІДИНИ РЕФРАКТОМЕТРОМ

Тема роботи: Дисперсія й поглинання світла.

Мета роботи: Вивчення дисперсії й поглинання світла, вимірювання показників заломлення рідин, визначення фазової швидкості світла в рідинах за виміряним показником заломлення.

Технічне обладнання

Рефрактометр УРЛ, посудини з досліджуваними рідинами, палички для нанесення крапель рідин у камеру рефрактометра, бавовняні серветки.

Загальні вказівки

Дисперсія світла – це явище, зумовлене залежністю фазової швидкості світла в речовині від довжини світлової хвилі. Внаслідок дисперсії білого світла в скляній призмі спостерігаються всі його складові, причому заломлюються найбільше фіолетові промені й найменше червоні (рис. 19). Аналогічне явище спостерігається в атмосфері на краплях води.



Позначимо різницю довжин двох світлових хвиль через , різницю їх фазових швидкостей dv, різницю показників заломлення речовини через dn. За кількісну міру дисперсії речовини й дисперсії показника заломлення приймаються величини

і .

У вакуумі дисперсія світла відсутня. Дисперсію називають нормальною, якщо хвилі з більшими довжинами поширюються в речовині з більшими фазовими швидкостями, і аномальною, якщо хвилі з більшими довжинами мають менші фазові швидкості. Якщо частоти світлових хвиль істотно відрізняються від частот власних коливань електронів речовини, спостерігається нормальна дисперсія. В області нормальної дисперсії речовина прозора для світлових хвиль. Якщо частота світлових коливань наближається до частоти власних коливань електронів речовини, спостерігається аномальна дисперсія, й речовина поглинає світлові хвилі.

Якісне пояснення дисперсії й поглинання світла полягає в тому, що світлові хвилі змушують електрони діелектрика здійснювати вимушені коливання, діелектрик зазнає періодичної поляризації. Електрони діелектрика випускають вторинні хвилі, які внаслідок інерції електронів запізнюються за часом і, складаючись із первинними хвилями, дають результуючі хвилі, що відстають по фазі від падаючих на діелектрик хвиль. Відставання по фазі тим більше, чим більша частота коливань. Тому в областях нормальної дисперсії фазова швидкість коротких хвиль менша, ніж довгих. При співпадінні частоти світлових хвиль із частотою власних коливань електронів відбувається резонансне поглинання світла в областях аномальної дисперсії.

Метод вимірювання




Лабораторна робота виконується на універсальному лабораторному рефрактометрі УРЛ, оптичну схему якого показано на рис. 20. Призначення приладу – визначення показника заломлення рідин і концентрації розчинів. Досліджувану рідину поміщають між площинами освітлювальної 2 і вимірювальної 3 призм. Промінь світла від джерела 1 направляється на вхідну грань освітлювальної призми, проходить через тонкий шар досліджуваної рідини й заломлюється на межі рідини і площини вимірювальної призми. Промені граничний і заломлені під різними кутами фокусуються об'єктивом 5 зорової труби, утворюючи світлу й .темну частини поля зору, розділені границею світлотіні. Через окуляр 7 зорової труби спостерігаються межа світлотіні, перетин візирних ліній і шкала показників заломлення 6. Для компенсації дисперсії (колірного забарвлення) межі світлотіні застосовуються дві призми 4.

Загальний вигляд рефрактометра показаний на рис. 21. На основі 1 приладу знаходиться тумблер 2 освітлювача 4. Освітлювач може переміщатися на важелі в таке положення, щоб промені світла через одне з вікон 3 попадали на призми. Краплі досліджуваної рідини наносять в камеру 5 на поверхню призми. Спостереження ведуть через окуляр 7 зорової труби, що може переміщатися за допомогою важеля 8. Для усунення забарвлення межі світлотіні застосовується лімб дисперсії 6.


У полі зору приладу видно дві шкали. Показники заломлення визначаються по лівій шкалі, фрагмент якої показаний на рис. 22. Для вимірювання показника заломлення рідини перетин візирних ліній аа1 і bb1, виводиться важелем 8 на межу світлотіні MN. Значення показника заломлення для положення світлотіні (див. рис. 22) становить

n = 1,330+0,003+0,0004=1,3334.

Точність відліку – 5 значущих цифр, абсолютна похибка вимірювання дорівнює номінальній похибці приладу і становить 0,0001.

Відносна похибка визначення показника заломлення

. (23)

За виміряним показником заломлення можна визначити фазову швидкість світла в рідині:

, (24)

де c = 2,9979·108 м/с – швидкість світла у вакуумі, задана з точністю до Δc = 5·103 м/с.

Відносна похибка визначення фазової швидкості світла в рідині

. (25)

Виконання роботи

  1. Вивчити елементи приладу за рис. 21 і самим приладом, відлік показників заломлення – за рис. 22.

  2. Відкрити камеру 5 приладу й протерти сухою серветкою поверхні призм. Нанести паличкою 3-4 краплі рідини на поверхню нижньої призми й закрити камеру.

  3. Ввімкнути освітлювач 4 приладу й за допомогою важеля направити пучок світлових променів в одне з вікон 3.

  4. Перемістити зорову трубу приладу важелем 8 і проспостерігати в лупу за полем зору, знайти межу світлотіні й сумістити її з перетином візирних ліній. Якщо потрібно, то сфокусувати зображення шкали обертанням лупи. Якщо межа світлотіні має колірне забарвлення, усунути його обертанням лімба дисперсії 6. Зробити відлік показника заломлення.

  5. Описані вище вимірювання виконати для 4-5 різних рідин за вказівкою викладача. При зміні однієї рідини іншою камеру приладу слід витирати серветкою. Після закінчення вимірювання витерти серветкою камеру приладу й вимкнути освітлювач.

  6. Визначити номінальну похибку приладу, абсолютні й відносні похибки визначення показників заломлення для всіх досліджених рідин.

  7. За формулами (23) - (25) визначити фазову швидкість світла в досліджених рідинах, відносні й абсолютні похибки визначення фазових швидкостей світла.

  8. Результати вимірювань і розрахунків занести до табл. 8.

Таблиця 8

Досліджувана рідина

n

E1,%

v, м/с

Δv, м/с

E2,%

Δn





















































































Зміст звіту: назва й номер лабораторної роботи, оптична схема приладу, розрахункові формули, таблиця результатів роботи.

Контрольні питання

  1. У чому проявляється дисперсія білого світла при проходженні його через скляну призму, через краплі води в атмосфері?

  2. Що прийнято за міру дисперсії речовини й міру дисперсії показника заломлення?

  3. У яких випадках дисперсію світла називають нормальною, а у яких – аномальною? Визначите вид дисперсії за її знаком для випадків:

dv > 0 і > 0, dv < 0 і > 0, dv < 0 і < 0, dv > 0 і < 0

  1. Чому в області нормальної дисперсії фазова швидкість довгих хвиль більша ніж фазова швидкість коротких хвиль?

  2. В яких областях дисперсії відбувається інтенсивне поглинання світла речовиною?

  3. У чому полягає явище повного відбиття світла? Який промінь світла називають граничним?

Література: [1, т. 3, § 7.1-7.3; 2, т. 2, § 142-145; 3, с. 167-168].


^ СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

  1. Детлаф А.А. и др. Курс физики. - М.: Высш.шк., 1972, - Т.3.

  2. Савельев И.В. Курс общей физики. - М.: Наука, 1972. - Т.2.

  3. Физический энциклопедический словарь. - М.: Сов.энцикло­педия, 1983.

Зайдель А.Н. и др. Таблицы спектральных линий. - М.: Наука, 1962.

Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни “Фізика” “Визначення показника заломлення рідини рефрактометром” (розділ “Хвильова оптика”) для студентів технічних спеціальностей денної та заочної форм навчання.


Укладач: асистент Журав В.В.


Відповідальний за випуск зав. кафедри фізики О.І.Єлізаров


Підп. до др._____________. Формат 60×84 1/16. Папір тип. Друк ризографія.

Ум. друк. арк. _________. Наклад________прим. Зам. №_____. Безкоштовно.


Видавничий відділ

Кременчуцького національного університету

імені Михайла Остроградського

вул. Першотравнева, 20, м. Кременчук, 39600

Схожі:

Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни \" фізика \" \"визначення показника заломлення рідини рефрактометром\" iconМетодичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни " фізика " " визначення роботи виходу електрона"
Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни “Фізика” “Визначення роботи виходу електрона” ( розділ...
Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни \" фізика \" \"визначення показника заломлення рідини рефрактометром\" iconМетодичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни " фізика " "визначення ємності конденсатора мостовою схемою"
Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни “Фізика “ “Визначення ємності конденсатора мостовою...
Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни \" фізика \" \"визначення показника заломлення рідини рефрактометром\" iconМетодичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни " фізика " "визначення радіуса кривини лінзи за кільцями ньютона"
Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни “Фізика” “Визначення радіуса кривини лінзи за кільцями...
Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни \" фізика \" \"визначення показника заломлення рідини рефрактометром\" iconМетодичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни " фізика " "визначення кута повороту площини поляризації світла"
Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни “Фізика” “Визначення кута повороту площини поляризації...
Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни \" фізика \" \"визначення показника заломлення рідини рефрактометром\" iconМетодичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни " фізика " "вивчення електричних властивостей сегнетоелектриків"
Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни “Фізика” “Вивчення електричних властивостей сегнетоелектриків...
Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни \" фізика \" \"визначення показника заломлення рідини рефрактометром\" iconМетодичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни " фізика " "вивчення магнітних властивостей феромагнетиків"
Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни “Фізика” “Вивчення магнітних властивостей феромагнетиків”...
Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни \" фізика \" \"визначення показника заломлення рідини рефрактометром\" iconМетодичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни " фізика " "дослідження електростатичних полів методом зонда"
Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни “Фізика” “Дослідження електростатичних полів методом...
Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни \" фізика \" \"визначення показника заломлення рідини рефрактометром\" iconМетодичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни " фізика " " дослідження дифракції світла на вузькій щілині "
Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни “Фізика” “Дослідження дифракції світла на вузькій щілині”...
Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни \" фізика \" \"визначення показника заломлення рідини рефрактометром\" iconМетодичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни " фізика " "дослідження дисперсії світла у склі за допомогою гоніометра"
Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни “Фізика” “Дослідження дисперсії світла у склі за допомогою...
Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни \" фізика \" \"визначення показника заломлення рідини рефрактометром\" iconРоботи
Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни “Фізика” “Визначення періоду дифракційної ґратки” (розділ...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи