- •Лабораторные работы введение Величины
- •Измерения
- •Правила вывода единиц из формул:
- •Погрешности
- •Порядок вычисления погрешностей результатов измерения физической величины
- •Определение цены деления многопредельного прибора.
- •Лабораторная работа №1. Проверка объединенного газового закона. (уравнение газового состояния).
- •1. Теоретическое введение.
- •2. Ход работы.
- •Определение удельной теплоты парообразования.
- •I. Теоретическое введение.
- •2. Ход работы.
- •I. Теоретическое введение.
- •2. Ход работы.
- •Контрольные вопросы первого и второго уровня.
- •Определение коэффициента поверхностного натяжения методом капель.
- •1.Теоретическое введение.
- •Определение электроемкости конденсатора.
- •1. Теоретическое введение.
- •Определение удельного сопротивления проводника.
- •1.Теоретическое введение.
- •2. Ход работы.
- •Лабораторная работа № 7. Определение внутреннего сопротивления и эдс источника электрического тока.
- •1.Теоретическое введение.
- •2. Ход работы.
- •7.Измерительные приборы вольтметр и амперметр15.
- •Изучение зависимости сопротивления металлов от температуры
- •1. Теоретическое введение.
- •2. Ход работы.
- •Исследование зависимости мощности, потребляемой лампой накаливания от напряжения на ее зажимах.
- •1. Теоретическое введение.
- •2. Ход работы.
- •Контрольные вопросы
- •Определение электрохимического эквивалента меди.
- •1.Теоретическое введение.
- •2. Ход работы.
- •Изучение электрических свойств полупроводникового диода.
- •1. Теоретическое введение.
- •2. Ход работы.
- •Изучение устройства и работы трансформатора.
- •1. Теоретическое введение.
- •2. Ход работы.
- •Исследование цепи переменного тока, содержащей катушку индуктивности и конденсатор. Повышение коэффициента мощности.
- •1 .Теоретическое введение.
- •2.Ход работы.
- •Определение показателя преломления стекла.
- •1. Теоретическое введение.
- •2. Ход работы.
- •«Определение длины световой волны с помощью дифракционной решетки».
- •Теоретическое введение.
- •2.Ход работы:
- •Проверка законов освещенности.
- •Теоретическое введение.
- •Ход работы.
- •«Исследование линейчатых спектров испускания».35
- •1. Теоретическое введение и описание установки.
- •Лабораторная работа №18. Определение ускорения свободного падения с помощью математического маятника.
- •1. Теоретическое введение.
- •При малых углах отклонения математического маятника колебания будут
- •2. Ход работы.
- •Определение фокусного расстояния линзы.
- •1. Теоретическое введение.
- •2. Ход работы.
- •Изучение фотоэффекта.
- •1. Теоретическое введение.
- •2. Ход работы.
- •Определение показателя преломления с помощью дисперсионного рефрактометра.3
- •1. Теоретическое введение.
- •2 Среда
- •2. Ход работы.
Определение показателя преломления с помощью дисперсионного рефрактометра.3
Приборы и принадлежности, используемые в работе:
1. Лампа накаливания.
2. Пипетка.
3. Фильтровальная бумага.
4. Рефрактометр лабораторный универсальный.
Цель работы:
Научиться с помощью дисперсионного рефрактометра определять показатели преломления различных жидкостей.
1. Теоретическое введение.
Показатель преломления является важной характеристикой жидкости, связанной с ее химической структурой, с концентрацией и плотностью.
Показатель преломления вещества зависит от внешних условий: температуры, давления, от длины волны падающего света, а для кристаллов- от направления распространения света в кристалле.
Различают абсолютный показатель преломления- nабс и относительный показатель преломления- nотн.
Преломление света- изменение направления распространения света на границе раздела двух сред при переходе света из одной среды в другую (рис. 1).
рис. 1
,
где угол - угол падения луча, угол - угол преломления, и - показатели преломления сред.
С увеличением угла , увеличивается и угол . Угол преломления может быть больше угла и меньше его. Это зависит от оптической плотности сред. Свойство среды уменьшать скорость проходящего через нее света по сравнению с его скоростью в вакууме называют оптической плотностью среды ( количественной мерой является абсолютный показатель преломления. Чем больше оптическая плотность среды, тем больше у нее абсолютный показатель преломления).
Если n1> n2; т.е. свет переходит из среды менее плотной в среду более плотную, то угол преломления меньше угла падения.
Если n1 > n2 – свет переходит из более плотной среды в менее плотную, то угол преломления больше угла падения.
Явление, возникающее при переходе света из оптически более плотной среды в менее плотную и состоящие в том, что при угле падения луча на границе раздела сред, большем определенного значения, этот луч не преломляется, а полностью отражается внутрь более плотной среды, называют полным отражением света.
1 М 1 среда
К
О
1
2 Среда
рис. 2
Как видно из рис. 2 в среде оптически более плотной (1) всегда существует такой луч КО, который после преломления скользить вдоль поверхности раздела двух сред , т.е. образует с перпендикуляром МО к поверхности раздела угол =900.
Очевидно, что всякий луч, падающий на поверхность раздела под углом, большим 1, вообще не преломляется, а отражается назад в оптически более плотную среду. Поэтому луч КО является предельным лучом, а угол 1 – предельным углом полного внутреннего отражения.
Величина этого предельного угла п связанна с абсолютным показателем преломления сред по закону:
,
=900- угол преломления, sin = sin 900 = 1, поэтому:
Если лучи света будут идти в обратном направлении, т.е. из среды оптически менее плотной в более плотную, то согласно принципу обратимости хода лучей изменится только направление этих лучей.
1 2 1 n1
3
А В
n2
2
3
1 2
рис. 3
Из рис. 3 видно, что, если пучок света идет из среды оптически менее плотной (1-ой) и заполняет полностью угол в 900, то в среде 2-ой , оптически более плотной, этот пучок заполняет пространство ограниченное углом, равным предельному.
Если рассматривать поверхность раздела двух сред (АВ) в зрительную трубу, то объектив трубы сфокусирует пучки параллельных лучей, идущих по разным направлениям, в результате чего поле зрения трубы разделится на светлую и темную части. Линия раздела между этими частями соответствует направлению лучей, ограничивающих предельный угол.
По положению между темной и светлой частями поля зрения можно судить о величине предельного угла, а, следовательно и о показателе преломления вещества.
Приборы, предназначенные для измерения показателя преломления, называются рефрактометрами.
В данной лабораторной работе используется рефрактометр РЛУ, в котором используется явление полного внутреннего отражения.
УСТРОЙСТВО ПРИБОРА.
Рефрактометр лабораторный универсальный (РЛУ) предназначен для определения показателя преломления различных жидкостей в пределах 1,3 -1,7.
Прибор состоит из следующих составных частей ( см. рис. 4)
камера,
зрительная труба,
стойка с основанием,
Камера состоит из двух половинок, соединенных между собой шарниром. Каждая из половинок имеет призму, между которыми зажимается исследуемая жидкость.
Призма нижней, откидывающейся половины камеры имеет матовую грань и предназначена для освещения сдоя исследуемой жидкости рассеянным светом от зеркальца (4).
Призма верхней половины камеры играет роль эталонной призмы.
Измерение показателя преломления производится с помощью зрительной трубы (2).
Эталонная призма АВС выбирается так, чтобы ее показатель преломления был больше показателя преломления исследуемой жидкости, поэтому лучи, падающие на нее под всевозможными углами, пойдут в ней под углами, не больше предельного. То есть, среди лучей, вышедших из грани АВ, не будет таких, которые бы составляли с нормалью угол больше, чем предельный угол преломления (см. рис.2).
Лучи, вышедшие из различных точек границы АВ под одинаковыми углами 1 (1 пр), соберутся в некоторой точке Д фокальной плоскости, лучи, вышедшие под другими углами 2, также удовлетворяющие условию (2 пр), соберутся в другой точке 1 и т.д.
Наконец, лучи, выходящие из грани АВ под углами пр соберутся в некоторой точке F фокальной плоскости.
Если бы из грани АВ могли выходить лучи под большим углом, то она собирались бы в точках, расположенных левее точки F. Однако, таких лучей не существует, поэтому в фокальной плоскости возникает резкая граница раздела светлой и темной части поля зрения.
Поворачивая призму можно добиться того, что граница раздел попадет в центр перекрестия нитей. Это соответствует такому положению зрительной трубы, при котором ее ось параллельна лучам, выходящим из эталонной призмы, для которых угол преломления на грани АВ (рис.3) равен п. При таком положении трубы по шкале прибора измеряется показатель преломления жидкости.
Отсчет показателя преломления производится по шкале (5), снабженной окуляром (6). Поворот зрительной трубы, а вместе с ней и окуляра производится кремальерой (7).
Вследствие дисперсии белого цвета граница света и тени оказывается окрашенной. Для устранения окраски, не позволяющей сделать верный отсчет, используется специальная компенсирующая призма, которая вводится в работу с помощью кремальеры (8).