Практикум по геометрической и волновой оптике 11-й класс Работа 2



Практикум по геометрической и волновой оптике 11-й класс.

РАБОТА 2. Измерение коэффициента преломления твердого материала

Цель: измерение показателя преломления стекла (оргстекла). В эксперименте негласно предполагается, что стенка сосуда очень тонкая, т. е. оптическая длина пути в ней мала по сравнению с оптической длиной пути в жидкости: 2nст d << nxL.

Оборудование: лазерный брелок, плоские стекла, которые можно скрепить в стопку (от книжных полок или предметные стекла для биологических исследований под микроскопом, одинаковые канцелярские линейки, угольники или транспортиры из оргстекла), бумага, карандаш, транспортир.

Ход работы

Аккуратно выньте из книжных полок 5-6 стекол, соберите их в пачку и поставьте торцом на заранее приготовленную клетчатую бумагу-миллиметровку (рис. 5). Например, укрепите стекла вертикально с помощью двух тяжелых упоров. Если вы выполняете работу вдвоем, то один из вас может просто подержать стекла.

Расположив брелок под углом к стеклам, направьте луч и отметьте его ход до стекол и после них, «ловя» кончиком карандаша луч в нескольких точках.

Соединение точек до вхождения луча в пачку и после выхода из нее дает возможность найти точки типа А и Б и измерить углы падения и преломления луча в стекле. Измерьте углы α и γ и рассчитайте показатель преломления стекла n = sin α/sin γ.

Повторите опыт 3-4 раза при разных значениях α, занесите данные в таблицу и рассчитайте среднее значение п. Запишите вывод.

Примечания для учителя

♦ Совпадение результатов при разных α сильно зависит от того, ровные ли стекла, параллельны ли их плоскости и параллельно ли они упакованы в пачку.

Чем толще пачка, тем точнее регистрируется угол γ.

Типичные результаты измерения для пачки из трех оконных стекол размером примерно 10 x 10 см приведены в табл. 2. Смысл обозначений α1, α2, γ1, γ2 ясен из рис.6.

Таблица 2

№ оп.

α1°

α2°

αср°

sin αср

γ 1°

γ 2°

γ ср°

sin γ ср

n

1

23

22

22,5

0,38

14

14

14

0,245

1,55

2

45

45

45

0,707

28

28

28

0.47

1,50

3

62

63

62,5

0,885

34

34

34

0,559

1,58

ncp = 1,54

Усреднение углов на передней и задней гранях пачки позволяет уменьшить ошибку процедуры измерения α и γ.

♦ Интересно проследить качественно ход преломления луча лазерного брелока, направляя его параллельно верхней кромке пачки, т.к. на стыках плоскостей стекол возникает видимый след за счет рассеяния.

♦ В качестве прозрачного твердого тела можно использовать кристалл с двумя параллельными гранями, выращенный самим учащимся, или кристалл из коллекции минералов.

Использованы материалы приложения к газете «Первое сентября» «Физика №2-2001г.».



sitemap
sitemap