LAB51.DOC

Cel ćwiczenia.

Wyznaczenie współczynnika załamania światła dla ciał stałych metodą mikroskopu.

Zbadanie zależności współczynnika załamania od długości fali.

Wstęp teoretyczny.

Gdy wiązka światła przechodzi przez dwa ośrodki o różnych własnościach optycznych, to na powierzchni granicznej częściowo zostaje odbita, częściowo zaś przechodzi do drugiego środowiska, ulegając załamaniu.

Prawo załamania:

                                                                                                  (1)

Wielkość n jest stała zwaną współczynnikiem załamania ośrodka 2 względem ośrodka 1. Współczynnik załamania zależy od długości fali światła padającego. Z tego względu załamanie może być wykorzystane do rozłożenia wiązki światła na składowe o różnych długościach fali.

Prawa odbicia i załamania są słuszne dla całego widma fal elektromagnetycznych. Z zasady Huygensa wynika, że współczynnik załamania n jest stosunkiem prędkości światła w każdym z ośrodków.

Wskutek załamania światła odległości przedmiotów w środowisku optycznie gęstszym obserwowane z powietrza wydają się mniejsze. Szyba wydaje się cieńsza, przedmioty w wodzie wydają się bliższe powierzchni, itp.

Promień OA prostopadły do powierzchni granicznej wychodzi bez załamania, natomiast OB tworzy z prostopadłą wewnątrz szkła kąt b, a w powietrzu kąt a, większy od b wskutek załamania. Obserwowane promienie wychodzące z płytki są rozbieżne, ich przedłużenia przecinają się w punkcie O1 tworząc obraz pozorny. Odległość O1A równa h stanowi pozorną grubość płytki, podczas gdy AO równe d jest grubością rzeczywistą.

Ponieważ:

                                                                                                  (2)

a dla małych kątów:

                                                                                    (3)

Widać z rysunku, że:

                                                                                    (4)

W ten sposób można doświadczalnie wyznaczyć n. Pozorną grubość płytki h wyznaczamy mierząc przesunięcie tubusa mikroskopu między położeniami ostrego widzenia kresek umieszczonych na obu powierzchniach płytki.

Tabele pomiarów.