Лабораторная работа №16 «Определение показателя преломления стекла»
Цель работы:определить показатель преломления стекла с помощью плоскопараллельной пластинки.
Оборудование:плоскопараллельная пластинка, булавки, линейка, транспортир.
Теория:
Известно, что скорость света в веществе υ всегда меньше скорости света в вакууме c.
Отношение скорости света в вакууме c к ее скорости в данной среде υ называется абсолютным показателем преломления:
Словосочетание «абсолютный показатель преломления среды» часто заменяют «показатель преломления среды».
Законы преломления:
1. Отношение синуса угла падения α к синусу угла преломления γ есть величина постоянная для двух данных сред
2. лучи, падающий и преломленный, лежат в одной плоскости с перпендикуляром, проведенным в точке падения луча к плоскости границы раздела двух сред.
Для преломления выполняется принцип обратимости световых лучей: луч света, распространяющийся по пути преломленного луча, преломившись в точке O на границе раздела сред, распространяется дальше по пути падающего луча. Из закона преломления следует, что если вторая среда оптически более плотная через первая среда,
Из закона преломления следует, что если вторая среда оптически более плотная через первая среда, то (рис.1)
если (рис. 2)
(рис.1) (рис. 2)
После прохождения через стеклянную плоскопараллельную пластинку луч света смещается, однако его направление остается прежним. Анализируя ход луча света, можно с помощью геометрических построений определить показатель преломления стекла , где и - соответственно угол падения и угол преломления светового луча.
Ход работы:
1. Положите на стол лист картона, а на него – стеклянную пластинку.
2. Воткните в картон по одну сторону пластинки две булавки – 1 и 2 так, чтобы булавка 2 касалась грани пластинки. Они будут отмечать направление падающего луча.
3. Глядя сквозь пластинку, воткните третью булавку так, чтобы смотреть сквозь пластинку, она закрывала первые две. При этом третья булавка тоже должна касаться пластины.
4. Уберите булавки, обведите пластину карандашом и в местах проколов листа картона булавками поставьте точки.
5. Начертите падающий луч 1-2, преломленный луч 2-3, а также перпендикуляр к границе пластинки.
6. Отметьте на лучах точки А и В такие, что ОА=ОВ. Из точек А и В опустите перпендикуляры АС и ВD на перпендикуляр к границе пластинки.
7. Измерив АС и ВD, вычислите показатель преломления стекла, используя формулы:
; ; ;
8. Повторите опыт и расчеты, изменив угол падения .
9. Результаты измерений и вычислений запишите в таблицу:
| № опыта | АС, мм | ВD, мм | n |
10. Сделайте вывод.
Требование к отчету:
1. Цель работы
2. Оборудование
3. Теория
4. Таблица
5. Выводы
6. Ответы на вопросы и решение задач.
Контрольные вопросы:
1. Определите, на какой угол отклонится световой луч от своего первоначального направления при переходе из воздуха в воду, если угол падения α = 75°.
2. Физический смысл абсолютного показателя преломления.
3. Что такое явление полного внутреннего отражения?
4. Где используется явление полного внутреннего отражения?
5. В дно водоёма глубиной 1,5 м вбита свая, которая выступает из воды на 30 см. Найти длину тени от сваи на дне водоема при угле падения солнечных лучей 450.