Nr ćwiczenia	Temat ćwiczenia			Ocena z teorii
9	Współczynnik załamania światła dla ciał stałych
Nr zespołu	Nazwisko i imię			Ocena zaliczenia ćwiczenia
8	Frenkel Szymon
Data	Wydział	Rok	Grupa	Uwagi
8 marca 2006 r.	EAIiE	I	1

Cel ćwiczenia

Wyznaczenie współczynnika załamania światła dla ciał stałych metodą mikroskopu.

Teoria

Prawo odbicia - promień padający, odbity i normalna do powierzchni odbicia są współpłaszczyznowe. Dodatkowo, kąt padania jest równy kątowi odbicia.

Zasada Huygensa - wszystkie punkty czoła fali można uważać za źródła nowych fal kulistych. Położenie czoła fali po czasie t będzie dane przez powierzchnię styczną do tych fal kulistych.

Dyspersja - zjawisko zależności prędkości fali świetlnej od współczynnika załamania tego ośrodka oraz od częstotliwości drgań przechodzącej fali. Wraz ze wzrostem częstotliwości fali maleje jej prędkość, a rośnie współczynnik załamania.

Całkowite wewnętrzne odbicie - zjawisko, w którym nie zachodzi załamanie fali na powierzchni łamiącej. Zachodzi ono, gdy kąt padający jest większy od kąta granicznego Θ_g, danego wzorem:

Współczynnik załamania - gdy wiązka światła przechodzi przez dwa ośrodki o różnych własnościach optycznych, to na powierzchni granicznej częściowo zostaje odbita a częściowo przechodzi do drugiego środowiska, ulegając załamaniu (refrakcji).

Prawo załamania ma postać :

,

gdzie
jest kątem padania,
jest kątem załamania, natomiast
jest stałą, zwaną współczynnikiem załamania ośrodka 2 względem ośrodka 1. Współczynnik ten zależy od długości fali światła padającego. Z tego względu załamanie może być wykorzystane do rozłożenia wiązki światła na składowe o różnych długościach fali (barwach).

Dla małych kątów
i
prawo załamania możemy wyrazić jako :

Ponadto współczynnik n możemy wyrazić jako stosunek prędkości fali światła w każdym z ośrodków :

.

Wskutek załamania światła odległości przedmiotów umieszczonych w środowisku optycznie gęstszym obserwowane z powietrza wydają się mniejsze. Szyba sprawia wrażenie cieńszej, niż jest w rzeczywistości, przedmioty w wodzie wydają się bliższe powierzchni itd. Zjawisko to można prześledzić analizując bieg promienia w płytce płaskorównoległej.

Promień OA prostopadły do powierzchni granicznej wychodzi bez załamania, natomiast OB tworzy z normalną wewnątrz szkła kąt β, a w powietrzu kąt α, większy od β wskutek załamania. Obserwowane promienie wychodzące z płytki są rozbieżne, ich przedłużenia przecinają się w punkcie O_1­ tworząc obraz pozorny. Odległość O₁A równa h stanowi pozorną grubość płytki, podczas, gdy AO = d jest grubością rzeczywistą.

Ponieważ a dla małych kątów

widać z rysunku, że .

1

---