Ф
1Ф
2Ф
1Numer ćwiczenia:
9
Współczynnik załamania ciał stałych
Ocena z teorii Numer zespołu:7 Paweł Zajdel Ocena z zaliczenia ćwiczenia:
Data:
23.03.2010r.
Wydział Rok Grupa Uwagi:
EAIiE I 2
1) Wiadomości teoretyczne:
współczynnik załamania - wielkość opisująca załamanie światła przy przejściu z jednego ośrodka do drugiego.
Liczbowo współczynnik załamania wyraża się poprzez stosunek prędkości światła v1 w jednym ośrodku do prędkości v2 w drugim ośrodku,
2 1
v
n v
. Jeśli jednym z ośrodków jest próżnia, to współczynnik załamania n nosi nazwębezwzględnego v
n
c, gdzie c to prędkość światła w próżni.zasada Huygensa - każdy punkt ośrodka, do którego dotarło czoło fali można uważać za źródło nowej fali kulistej . Fale te zwane są falami cząstkowymi i interferują ze sobą. Wypadkową powierzchnię falową tworzy powierzchnia styczna do wszystkich powierzchni fal cząstkowych i ją właśnie obserwujemy w ośrodku.
prawo odbicia – promień padający, promień odbity i normalna leża w jednej płaszczyźnie, kąt odbicia jest równy kątowi padania.
Ф1=ф2
prawo załamania (Snella) – promień padający, promień załamany i normalna leżą w jednej płaszczyźnie, a kąt załamania jest związany z kątem padania zależnościąn2
sin 2
n1sin 1 gdzie n1 i n2 są współczynnikami
załamania.
całkowite wewnętrzne odbicie -
1 - Prawo załamania. 2 - Kąt graniczny. 3 - Całkowite wewnętrzne odbicie
Światło padające na granicę ośrodków O1 i O2 pod kątem mniejszym od granicznego zostaje
częściowo odbite a częściowo przechodzi do drugiego ośrodka (jest załamane). Jeżeli n1 to współczynnik załamania ośrodka O1, a n2 współczynnik załamania ośrodka O2 i n1>n2 wtedy kąt padania α jest mniejszy niż kąt załamania β.
Przy pewnym kącie padania α gr, zwanym granicznym, kąt załamania β jest równy 90º. Dla kątów padania większych niż α gr światło przestaje przechodzić przez granicę ośrodków i ulega całkowitemu odbiciu wewnętrznemu.
) arcsin(
1 2
n n
gr
dyspersja współczynnika załamania - zależność współczynnika załamania nośrodka (np. szkła) od długości fali. W efekcie światło o różnych długościach załamane np. na pryzmacie załamuje się pod różnymi kątami, co daje rozdzielenie światła białego na barwy tęczy. Mówimy również o dyspersji czyli rozszczepieniu światła.
W ogólniejszym znaczeniu dyspersja fali oznacza zależność prędkości fazowej fali od jej długości. W ośrodku niedyspersyjnym, gdzie ta zależność nie występuje, prędkość fazowa jest równa prędkości grupowej . Przykładem jest rozchodzenie się fali elektromagnetycznej w próżni.
dyspersja normalna – wzrost współczynnika załamania wraz ze wzrostem częstotliwości
Ф
2dyspersja anomalna – współczynnik załamania maleje wraz ze wzrostem częstotliwości bieg promieni w mikroskopie –
przyrząd złożony z dwóch soczewek - obiektywu i okularu, znajdujących się na wspólnej osi optycznej w pewnej odległości od siebie. Obie te soczewki muszą mieć krótkie ogniskowe, a zatem w rzeczywistych układach mikroskopów nie mogą to być pojedyncze cienkie soczewki, lecz odpowiednio wykonane układy soczewek, w których aberracja sferyczna i chromatyczna oraz astygmatyzm zostały zmniejszone do minimum. Powiększenie
mikroskopu jest iloczynem powiększeń obiektywu i okularu.
Czyli powiększenie wynosi:
ok obf f p
ldfob – ogniskowa obiektywu, fok – ogniskowa okularu,
d – odległość dobrego widzenia (najmniejsza odległość, z której oko ludzkie widzi ostro bez wysiłku), l – odległość między ogniskami okularu i obiektywu. Ze względu na małe ogniskowe obu układów, jest to w przybliżeniu odległość pomiędzy obiektywem a okularem, dlatego bywa nazywana długością tubusu.
grubość pozorna - Na skutek załamania światła przedmioty znajdujące się w ośrodku 2, dla obserwatora znajdującego się w ośrodku 1 wydają się bliższe niż rzeczywistości. Dzięki tej zależności można policzyć
współczynnik załamania dla materiału metodą mikroskopu. Dzięki temu, że dla malych kątów:
sin sin
tg tg Z rysunku 2 i powyższego wzoru wynika:
d – grubość rzeczywista h – grubość pozorna
