Тема: Оптика
Урок: Практическая работа по теме «Определение показателя преломления стекла»
1. Введение
Цель работы: определение относительного показателя преломления стекла с помощью плоскопараллельной пластины.
Рис. 1. Определение показателя
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.
1 способ
Оборудование: плоскопараллельная пластина, 3 булавки, линейка, транспортир, лист бумаги, карандаш, кусок поролона.
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.
2 способ
Оборудование: лампочка, экран со щелью, лист бумаги.
Ход работы:
1. При помощи проводов соединяем гальванический элемент (батарейку) с лампочкой накаливания.
2. Перед лампой ставим экран со щелью, а за ним кладем плоскопараллельную пластинку.
3. Измеряем угол падения и угол преломления при помощи транспортира.
4. Используя таблицу Брадиса, найдем значения синусов по углам.
5. Вычисляем показатель преломления (см. Рис. 5).
Рис. 5. Плоскопараллельная пластина
Пример расчета погрешности
Погрешность:
1. Абсолютная.
2. Относительная.
Абсолютные погрешности: измерительного прибора, измерения
В металлической линейке погрешностью можно считать половину цены деления этого измерительного прибора, т. е. 0,5 мм.
Погрешность измерения также может составить половину цены деления линейки (0,5 мм).
В целом абсолютная погрешность равна 1 мм.
Относительная погрешность (ε) (см. Рис. 6):
Рис. 6. Относительная погрешность
Определение абсолютной погрешности измеряемого показателя преломления (см. Рис. 7):
Рис. 7. Абсолютная погрешность
Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет
- Нижегородский филиал МИИТ (Источник).
