От чего зависит показатель преломления вещества?
Дата: _________ Класс ___ Фамилия, Имя ________________________________________________
Лабораторная работа «Измерение показателя преломления стекла»
Измерения выполните на рисунке, считая что изображение приведено в натуральную величину.
Цель работы: измерить показатель преломления стекла, сравнить его с табличным значением.
Оборудование: стеклянная платина; лампа; ключ; источник питания; экран со щелью.
Теоретическая часть
В работе измеряется показатель преломления стеклянной пластины, имеющей форму трапеции. На одну из параллельных граней пластины наклонно к ней направляют узкий световой пучок. Проходя через пластину, этот пучок света испытывает двукратное преломление. Источником света служит электрическая лампочка, подключенная через ключ к какому-либо источнику тока. Световой пучок создается с помощью металлического экрана с щелью. При этом ширина пучка может меняться за счет изменения расстояния между экраном и лампочкой.
Показатель преломления стекла относительно воздуха определяется по формуле 
,где α - угол падения пучка света на грань пластины (из воздуха в стекло); β - угол преломления светового пучка в стекле.
Для определения отношения, стоящего в правой части формулы, поступают следующим образом. Перед тем как направить на пластину световой пучок, ее располагают на столе на листе миллиметровой бумаги (или листе бумаги в клетку) так, чтобы одна из ее параллельных граней совпала с предварительно отмеченной линией на бумаге. Эта линия укажет границу раздела сред воздух - стекло. Тонко очинённым карандашом проводят линию вдоль второй параллельной грани. Эта линия изображает границу раздела сред стекло - воздух. После этого, не смещая пластины, на ее первую параллельную грань направляют узкий световой пучок под каким-либо углом к грани. Вдоль падающего на пластину и вышедшего из нее световых пучков тонко очинённым карандашом ставят точки 1, 2, 3 и 4 (рисунок). После этого лампочку выключают, пластину снимают и с помощью линейки прочерчивают входящий, выходящий и преломленный лучи (рисунок). Через точку В границы раздела сред воздух - стекло проводят перпендикуляр к границе, отмечают углы падения α и преломления β. Далее с помощью циркуля проводят окружность с центром в точке В и строят прямоугольные треугольники ABE и CBD.
|
|
|
Так как sin(α) = АЕ/АВ, sin(β) = CD/BC и АВ = ВС, то формула для определения показателя преломления стекла примет вид nпр = AE/DC
Длины отрезков АЕ и DC измеряют по миллиметровой бумаге или с помощью линейки. При этом в обоих случаях инструментальную погрешность можно считать равной 1 мм. Погрешность отсчета надо взять также равной 1 мм для учета неточности в расположении линейки относительно края светового пучка.
|
|
|
Максимальную относительную погрешность е измерения показателя преломления определяют по формуле Ԑ = ΔAE/AE + ΔDC/DC
Максимальная абсолютная погрешность определяется по формуле Δn = nпрe (Здесь nпр - приближенное значение показателя преломления, определяемое по формуле nпр = AE/DC).
Окончательный результат измерения показателя преломления записывается так: n = nпр ± Δn
Указания к работе
1. Подготовьте бланк отчета с таблицей для записи результатов измерений и вычислений.
| Измерено | Вычислено | ||||||
| AE, мм | DC, мм | nпр | ΔAE, мм | ΔDC, мм | Ԑ, % | Δn | |
| 1 | |||||||
| 2 | У вас всего одно измерение, т.к. имеется всего один | ||||||
| 3 | |||||||
2. Подключите лампочку через выключатель к источнику тока. С помощью экрана с щелью получите тонкий световой пучок.
3. Измерьте показатель преломления стекла относительно воздуха при каком-нибудь угле падения. Результат измерения запишите с учетом вычисленных погрешностей.
4. Повторите то же при другом угле падения.
|
|
|
5. Сравните результаты, полученные по формулам
n1пр - Δn1 < n1 < n1пр + Δn1 ______________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________
n2пр - Δn2 < n2 < n2пр + Δn2 ______________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________
6. Сделайте вывод о зависимости (или независимости) показателя преломления от угла падения (подсказка: используйте для этого определение «показатель преломления»).
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Контрольный вопрос
Чтобы определить показатель преломления стекла, достаточно измерить транспортиром углы α и β и вычислить отношение их синусов. Какой из методов определения показателя преломления предпочтительнее: этот или использованный в работе?
α=β= n= __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Ответы на контрольные вопросы
1. Запишите формулы для вычисления скорости света в веществе с показателем преломления n.
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
От чего зависит показатель преломления вещества?
|
|
|
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Дата добавления: 2020-12-22; просмотров: 141; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!