Определение показателя преломления некоторых сред

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПРЕЛОМЛЕНИЯ ПРОЗРАЧНЫХ СРЕД

Эткеева Эвелина,

10а класс, МБОУ «Гимназия №94» Московского района г.Казани

Научный руководитель – учитель первой категории Эткеева Маргарита Геннадьевна

За последнее время постепенно увеличивается количество людей с дефектами зрения. Это происходит из-за возрастающей популярности компьютера, спутникового телевидения и видеоигр. Подбор очковых линз – очень ответственное дело. Важно помнить, что очки – в первую очередь оптический прибор, предназначенный для коррекции зрения, а потом уже средство для самовыражения или деталь имиджа. Для того чтобы правильно выбрать очковые линзы, необходимо знать самые главные их параметры: оптические показатели, коэффициент преломления, материал, свойства покрытия. Коэффициент преломления еще называют индексом линзы. От него зависит толщина линзы – чем выше индекс, тем меньше будет ее толщина и искривленность. Для линз с небольшими диоптриями этот индекс не так важен, как для более сильных, ведь чем больше диоптрий, тем толще будет линза, а это делает ее слишком заметной в оправе. За счет высокого коэффициента преломления линзы становятся тоньше, что делает их более легкими. Кроме того, они будут меньше искажать глаза – многие, наверное, обращали внимание, что в толстых линзах глаза человека кажутся неестественно маленькими. В зависимости от материала, из которого линзы изготовлены, индекс может колебаться от 1,5 до 1,9, причем коэффициент 1,5-1,6 считается низким, а выше 1,6 – высоким. В связи с этим актуален вопрос о способах определения показателя преломления вещества. Также задача измерения показателя преломления важна в связи с активным развитием нанотехнологий, синтезом новых веществ и структур, например, при исследовании малоразмерных объектов: тонких пленок; а также малых количеств синтезированных веществ.

Исходя из вышеизложенного, встала задача изучения методов измерения показателя преломления, и сформулированы цели исследования: изучить способы определения показателя преломления и экспериментально определить доступными средствами показатели преломления некоторых веществ.

В ходе выполнения данной работы были изучены некоторые методы определения показателя преломления, выведена формула расчета показателя преломления среды через зависимость скорости распространения света от оптической плотности среды и реализован данный алгоритм для стекла и воды с использованием в качестве инструмента измерений лазерного дальномера.  Результаты эксперимента соответствуют значениям, полученным с применением метода сдвига луча при прохождении плоскопараллельной пластинки (на основе законов геометрической оптики). Также были изучены и применены статистические методы обработки результатов измерений.

Разработаны инструкции и контрольные вопросы для работ физического практикума по разделу «ОПТИКА»: «Определение показателя преломления методом «сдвига луча» и «Определение показателя преломления с помощью лазерного дальномера», которые могут быть рекомендованы для использования в учебном процессе в виду доступности необходимого оборудования (используются бытовые приборы) и простоты выполнения. Кроме того, из подручных материалов собрана установка для экспериментального изучения сдвига луча при прохождении плоскопараллельной пластинки, удобная для проведения наблюдений и измерений. Реализован алгоритм вычислений к данным экспериментам средствами Microsoft Excel.