Вказівки до виконання лабораторної роботи

Для виконання лабораторної роботи необхідно вивчити такий теоретичний матеріал: основні закони геометричної оптики, явище повного внутрішнього відбиття.

[1, т.3, §§ 2.1, 2.2; 2, §§ 165; 3, розд. 8, §§ 2; 4. т.2, §§ 115]

Для визначення показника заломлення рідини за допомогою рефрактометра використовується явище повного внутрішнього відбиття світла.

Ребра КF призми А та NC призми В паралельні та розташовані досить близько одне до одного. Ребро NC призми В є матованим. Призма А – освітлювальна. Вона забезпечує надходження світла від джерела на тонкий шар рідини, розташований між двома призмами. Таким чином, світло, яке проходить крізь призму А, потрапляє у шар рідини та виходить з нього під різними кутами, деякі промені під кутом . Такі промені повинні вийти з рідини під граничним кутом. Променів світла праворуч від цього променя (граничний кут) не буде видно. Спостерігач, який розглядає ребро CD призми В у лупу, побачить: праворуч від граничного кута темну зону, ліворуч – освітлену зону.

Для граничного кута повного внутрішнього відбиття має місце вираз:

.

Тобто:

.

Таким чином, граничний кут залежить від показника заломлення рідини, яка у свою чергу залежить від концентрації розчину.

Вважаючи, що при виході з призми промінь заломлюється вдруге та те, що напрямок його розповсюдження залежить від кута призми σ, остаточна формула для розрахунку показника заломлення розчину має вигляд:

.

Наведена формула є розрахунковою тільки для цієї конструкції рефрактометра.

Під час роботи з приладом, слід визначити показник заломлення та концентрацію розчину на основі вимірювання положення межі між світлою і темною зонами.

Прилади: рефрактометр; розчини цукру відомої та невідомої концентрації; допоміжні інструменти для здійснення експерименту.