Методична розробка (9 клас) - лабораторна робота: «Дослідження заломлення світла»

Методична розробка  (9 клас) -  лабораторна робота: «Дослідження  заломлення світла»

Теоретичні відомості.

   Заломлення світла, це зміна напрямку поширення випромінювання при проходженні межі розділу двох середовищ з різною оптично густиною (наприклад, повітря-скло, скло-вода).

Показник заломлення або абсолютний показник заломлення світла — це характерне для середовища число, яке визначає, в скільки разів швидкість розповсюдження світла в середовищі V менша за швидкість світла у вакуумі с. Здебільшого його позначають латинською літерою .

При переході світла межі розділу двох прозорих середовищ

виконується рівність^

Де α і γ  – кути падіння та заломлення світла, n1 та n2 – абсолютні показники заломлення двох середовищ. 

Абсолютний показник заломлення повітря близький до 1, тому показник заломлення скла відносно повітря можна обчислити за формулою:

  Мета лабораторної роботи: визначити показник заломлення скла відносно повітря.

Обладнання: скляний брусок з паралельними гранями, олівець, косинець із міліметровою шкалою, циркуль, аркуші паперу А4 (3 шт.), джерело світла (ліхтарик), щиток з щілиною.

Виконання роботи:

1. Підготувати рисунки для виконання роботи. Для цього:

1)           покласти скляний брусок на аркуш паперу і гостро заточеним олівцем окреслити контур пластинки;

2)           на відрізку, що відповідає положенню верхньої заломної грані скляного бруска:

•       позначити точку О;

•       провести через точку О пряму, перпендикулярну до даного скляного бруска;

•       за допомогою циркуля побудувати коло радіусом 2,5 - 3 см із центром у точці О;

3)           під кутом a = 45° накреслити лінію, яка задаватиме напрямок променя світла, що падає в точку О; позначити точку перетину променя і кола літерою А; з точки А опускаємо перпендикуляр до прямої перпендикулярної до скляного бруска – отримаєм відрізок «а».

Підготовлене креслення показано на фото 1.

4)           Від джерела світла через екран з щілиною подаємо світловий промінь на скляний брусок по накресленій лінії до точки А на аркуші (фото 1). 5) На аркуші відмічаємо олівцем точку виходу променя з бруска – C і точку  D на промені, поза скляним бруском.

6)     Вилучаєм аркуш з під скляного бруска і з’єднуємо пунктирною лінією точки О і С, (див. фото 2) на перетині лінії і кола отримаємо додаткову точку B, з якої опустимо перпендикуляр на лінію перпендикулярну до скляного бруска – отримаємо відрізок «b».

7)     На аркуші (див. фото 2) проводимо лінію з точки С через точку D і отримаємо хід променя поза бруском.

8)     Обчислення показника заломлення скла відносно повітря можливо розрахувати по формулі:

9)     Проводимо заміри відрізків a і  b на вилученому аркуші і знаходимо, що а = 20 мм, b = 13 мм, таким чином n₂₁ = 1,538.

Згідно довідника, показник заломлення для скла n₂ = 1,4645 – 2,1, в залежності від сорту скла.

                      Фото 1                                                 Фото 2

10)  повторити дії, описані в пунктах 1-9, ще двічі (виконати ще два рисунки), спочатку збільшивши, а потім зменшивши заданий кут падіння променя світла.

11)  Результати вимірювань і обчислень занести до таблиці 1.

Таблиця 1

Висновок: визначили показник заломлення скла відносно повітря,  n ≈ 1,5. Показник заломлення скла не залежить від кута падіння світла. Причини похибки експерименту — неточність побудови та похибка вимірювань.Література:

 1.  Автор: Дмитро Бабин, Інтернет,  https://radioelectronics-ur5ydn.jimdofree.com/9-клас-лабораторні-роботи-зфізики/

 Автор: Бабин Дмитро Святославович