Мая; Группа 10-КС и группа 99; ФИЗИКА Лабораторная работа №11
«Определение показателя преломления стекла»
ЗАДАНИЕ:
1. Выполнить лабораторную работу.
2. Ответить на контрольные вопросы.
Фотографии отчета прислать в личном сообщении.
На фотографиях вверху должна быть фамилия, дата выдачи задания, группа, дисциплина. Например: "Иванов, 10.04, группа 99(или группа 10КС), Физика".
Для максимальной оценки домашнее задание прислать до 13.04 включительно личным сообщением ВК: https://vk.com/id578016066.
Лабораторная работа №11
Тема: «Определение показателя преломления стекла»
Цель: Экспериментально подтвердить второй закон преломления света
Теоретические сведения
Преломление света – это явление изменения направления распространения света для прохождения через границу двух сред.
Абсолютный показатель преломления среды показывает, во сколько раз скорость света в вакууме больше, чем в данной среде:
Абсолютный показатель преломления 1 среды показывает, во сколько раз скорость света в вакууме больше, чем в 1 среде: . Аналогично для другой среды.
|
|
Относительный показатель преломления второй среды относительно первой:
=
Среду с меньшим показателем преломления принято называть оптически менее плотной средой, а среду с большим показателем преломления – оптически более плотной
Законы преломления света:
1.Падающий луч, преломленный луч и нормаль к отражающей поверхности в точке падения лежат в одной плоскости.
2.Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для этих двух сред, равная относительному показателю преломления второй среды относительно первой:
Рис. 1. Определение показателя преломления
sinα – угол падения
sinγ – угол преломления
На рисунке – две горизонтальные линии: малая и большая грань плоскопараллельной пластины (см. Рис. 1).
В точке О располагается первая булавка. Вторая булавка располагается в точке А. Направление АО – направление падающего луча.
Направление от точки О до булавки, расположенной на большой грани, – преломленный луч.
Отмерим при помощи линейки расстояние ОD = ОА.
Из точки А на перпендикуляр раздела двух сред опускаем перпендикуляр. Из точки D на перпендикуляр раздела двух сред опускаем перпендикуляр.
Два треугольника – прямоугольные. В них можно определять синус угла падения и синус угла преломления.
При помощи линейки измеряются расстояние АС и расстояние DB.
Далее вносим все полученные результаты в таблицу.
№ опыта | СА, мм | DB, мм | n |
Необходимо сделать несколько измерений. Для этого нужно изменять расположение второй булавки под любым другим углом. Вследствие этого угол падения и угол преломления будут меняться, но показатель преломления будет постоянным для данных двух сред.
|
|
Ход работы
1. Положим на стол кусок поролона, чтобы было удобнее воткнуть булавки.
2. Накрываем поролон белым листом бумаги.
3. Положим сверху плоскопараллельную стеклянную пластинку.
4. Карандашом обводим малую и большую грани.
5. Первую булавку воткнем возле первой грани, вторую булавку воткнем под некоторым углом к первой.
6. Наблюдая за двумя булавками через большую грань, найдем точку расположения третьей булавки, чтобы первая и вторая загораживали друг друга (см. Рис. 2).
Рис. 2. Плоскопараллельная пластина
7. Отмечаем место расположения всех трех булавок.
8. Снимаем оборудование и смотрим на полученный чертеж.
9. При помощи линейки измеряем катеты (см. Рис. 3).
Рис. 3. Определение показателя
СА = 15 мм, DB = 10 мм.
Для более точного результата необходимо выполнить несколько экспериментов.
№ опыта | СА, мм | DB, мм | n |
1 | 15 | 10 | 1,5 |
2 |
Относительный показатель преломления равен 1,5, это означает, что скорость света при переходе из воздуха в стекло уменьшается в 1,5 раза.
Чтобы проверить полученные данные, необходимо сравнить их с таблицей показателей преломления для различных веществ (см. Рис. 4).
Рис. 4. Таблица показателей преломления
По показателю преломления можно определить, какое у нас вещество.
10. Сделаем выводы о проделанной работе.
Контрольные вопросы:
1. В каком случае свет на границе двух прозрачных сред не преломляется?
2. Какова причина преломления света?
3. Чем отличаются абсолютный и относительный показатели преломления света?
4. Опишите физический смысл абсолютного показателя преломления света. Например, что означает: абсолютный показатель преломления воды равен 1,33?
5. Начертите ход лучей света из стекла в воду.
6. Что случится с длинной и частотой светового луча при переходе из воздуха в алмаз?
Здесь есть результаты измерений http://phys.shcool8.ru/labrab114.html