Subiect: Măsurarea indicelui de refracție pentru o placă plană paralelă
Obiectiv: să învățăm cum să determinăm indicele de refracție al unei plăci paralele plane, deplasarea fasciculului incident și estimarea erorii de măsurare.
Dispozitive și materiale;
1. Stand de plexiglas
3. Placă de sticlă paralelă plană
4. Hârtie albă (în milimetri sau într-o cușcă)
Să presupunem că o undă de lumină plană intră pe o interfață plană între două medii.
Suprafața undei AC este perpendiculară pe razele OA și OB. (Figura 1)
Suprafața MN ajunge mai întâi la fasciculul OA. Fasciculul OB va ajunge la suprafață după un timp
unde v1 este viteza propagării luminii în primul mediu. De aceea, în momentul în care undele secundare de la punctul B încep doar să fie excitate, valul din punctul A are deja forma unei emisfere de rază
v2 este viteza propagării luminii în cel de-al doilea mediu.
Suprafața undei unui val refractat poate fi obținută prin tragerea unei suprafețe tangențiale la toate valurile secundare din cel de-al doilea mediu al cărui centru se află pe interfața media. În acest caz, acest plan KB este plicul undelor secundare.
Unghiul de incidență este egal cu unghiul CAB (părțile laterale ale unuia dintre aceste colțuri sunt perpendiculare pe laturile celuilalt). Prin urmare,
Unghiul de refracție este egal cu unghiul AVK. prin urmare
Vom diviza termenul de termen (1) în (2)
unde n - constante, nu în funcție de unghiul de incidență, dar depinde de indicii de refracție ai primului și al doilea media, așa numitul n și un indice de refracție relativ determinat prin formula:
Pentru a determina indicele de refracție relativ de formula (3), este necesar să se măsoare unghiul de incidență și unghiul de refracție.
Este posibil să se determine indicele de refracție al unei plăci utilizând o construcție geometrică (figura 2).
Prin m. A, interfețele dintre mediile de sticlă aer sunt perpendiculare la limită, se observă unghiurile de incidență 6 și refracția. Apoi, folosind o busolă, un cerc este desenat cu un centru în punctul A cu o rază egală cu lungimea razei AF,
Construiți triunghiurile drepte ACD și AFP. deoarece
atunci formula (3) ia forma
Folosind formula (5), este suficient să se măsoare distanțele CD și PF pentru a determina indicele de refracție al unei plăci.
Este necesar să se estimeze magnitudinea deplasării razei incidente.
În cazul instrumentelor optice, este uneori necesar ca razele să fie schimbate într-o cantitate mică. Pentru acest scop este folosită o placă plană paralelă.
Puteți măsura cantitatea de offset de o riglă (lungimea FL). De asemenea, se poate calcula din formula
poate fi de asemenea măsurat cu un protractor. Este de remarcat faptul că FP depinde de unghiul de incidență.
Ordinea de execuție a lucrării (Figura 3)
1. Așezați o placă paralelă paralelă pe hârtie de milimetru sau o foaie de hârtie într-o cușcă și conturați două fețe paralele.
2. Dincolo de marginea MN, am setat 2 ace sub un unghi relativ la OD # 63 perpendicular, la o anumită distanță una de cealaltă. 1 acul trebuie să fie la punctul B și 2 la punctul O.
3. Din partea M1N1 luăm în considerare ambele ace. Setați-le, astfel încât acul 1 „ascunse“ în spatele acului 2. apoi, în calea fasciculului în fața unei fețe de M1N1 stabili un ac al treilea, care este la un punct D, astfel încât să se suprapună ace 1 și 2. Acul 4 este plasat la distanța maximă de la acul 3.
4. Odată cu scoaterea acelor și îndepărtarea plăcii paralele plate, conectăm punctele O, B, C, D folosind rigla unde au fost ace
5. Folosind o busolă, este construit un cerc cu un centru în punctul O și o rază OD. Triunghiul OFA este construit. Segmentele de linie măsoară segmentele FA și O'D.
6. Unghiurile b și c sunt măsurate cu un protractor.
7. Măsurați de la 1 la 6 puncte repetați de 5 ori
8. Calculați n cu ajutorul formulelor (3) și (5)
9. Calculați mărimea deplasării razei incidente conform formulei (6)
10. Înregistrați toate măsurătorile și rezultatele obținute în tabel. Tabelul trebuie completat după cum doriți.
11. Calculați eroarea medie pătrată prin formula
unde tan este raportul studentului
N este numărul de măsurători
Înregistrați datele din tabel.
Eroarea pătrată medie trebuie calculată din rezultatele formulei (3) și separat de rezultatele formulei (5)
12. Înregistrați rezultatul final luând în considerare intervalul de încredere
Rezultatul final trebuie să fie de două cu formula (3) și cu formula (5).
13. Construiți un grafic al dependenței n = f (N)
1. Formula pentru determinarea indicelui de refracție relativ?
2. Formula pentru determinarea deplasării fasciculului incident?
3. Cum pot determina indicele de refractie folosind geometria?
4. Ce este un front de undă și o suprafață?
Informații suplimentare se găsesc în versiunea electronică.
Trimiteți-le prietenilor: