Wstęp teoretyczny

Światło rozchodzi się różnie w różnych ośrodkach materialnych. W wodzie porusza się wolniej niż w powietrzu, a jeszcze szybciej w próżni. Wiąże się z tym istotne prawo. Gdy wiązka światła napotyka na drodze na inne środowisko to część promieniowania zostaje częściowo odbita, rozproszona, czy pochłonięta. Reszta przechodząca z jednego ośrodka do drugiego o innej gęstości i współczynniku załamania n ulega załamaniu.

Prawa odbicia:

• Promień padający, odbity i normalna do powierzchni granicznej leżą w jednej płaszczyźnie;

• Kąt padania jest równy kątowi odbicia;

Podczas załamania światła promień padający, załamany i normalna do powierzchni granicznej leżą w jednej płaszczyźnie. Współczynnik bezwzględny załamania dla danego ciała wyraża się wzorem n=c\v gdzie v to prędkość światła dla danego ośrodka. Stosunek sinusów kąta padania przy przejściu z jednego środowiska do drugiego i kąta odbicia zgodnie z prawem Snelliusa równy jest stosunkowi prędkości światła charakterystycznych dla danych ośrodków, jest stały, wynosi n i zwany jest współczynnikiem względnym załamania ośrodka pierwszego względem drugiego.

Załamanie światła powoduje , że wielkości widziane z ośrodka o mniejszej gęstości a znajdujące się w ośrodku o gęstości większej wydają się mniejsze. Np. przedmioty zanurzone w wodzie wydają się być bliżej jej powierzchni niż to jest w rzeczywistości. Może się zdarzyć że przy przechodzeniu między ośrodkami dla których n₁>n₂ promień załamany w ogóle nie istnieje. Jest to tak zwane zjawisko całkowitego odbicia. Wiąże się to z tym że w miarę jak rośnie kąt padania rośnie także większy od niego kąt załamania. Gdy padanie dochodzi do kąta granicznego kąt załamania wynosi 90^o.Jeśli kąt padania jest jeszcze większy to wszystkie promienie zostają odbite.

Mikroskop złożony jest z dwóch układów soczewek zbierających z których pierwszy - obiektyw daje rzeczywisty odwrócony i powiększony obraz przedmiotu. Drugim jest okular grający rolę lupy przez którą oglądamy ten obraz.

Patrząc na płytkę szklaną wydaje się ona cieńsza niż jest w rzeczywistości. Pozwala to obliczyć jej współczynnik załamania. Pomiar polega na określeniu położenia górnej i dolnej powierzchni płytki. Korzystając z wyprowadzonego wzoru
gdzie:

d - grubość rzeczywista płytki;

h - grubość pozorna;

n - współczynnik załamania;

W celu wyznaczenia potrzebnych wielkości na powierzchni płytki robimy na obu jej powierzchniach skrzyżowane kreski, jedna nad drugą. Płytkę umieszcza się w odpowiedni sposób pod mikroskopem tak by widzieć ostro górną rysę. Następnie ustawia się ostrość na dolna rysę i różnica między położeniami da nam wielkość h. Grubość rzeczywistą mierzy się śrubą mikrometryczną.

Za pomocą refraktometrów określa się wartość współczynnika załamania poprzez miarę kąta granicznego całkowitego odbicia. Składają się one w zasadniczej części z dwóch pryzmatów. Ciecz, której współczynnik badamy wypełnia szczelinę znajdującą się między nimi. Promienie padające przechodzą przez dolny pryzmat. Na granicy z cieczą ulegają częściowemu załamaniu i odbiciu. Promienie wychodzące z drugiego pryzmatu obserwujemy przez lunetkę która ustawiona zostaje w sposób taki, by obraz dzielił się w połowie na część oświetloną i na ciemną. Przyrząd jest tak wycechowany, że wartość współczynnika odczytujemy na odpowiedniej skali.

---