Урок 37 Ф9 Л.Р.2 Определение показателя преломления

Урок 37. Лабораторная работа №2.
Определение показателя преломления оргстекла
Состав бригады: ________________________
________________________
Оборудование: плоскопараллельная стеклянная пластина, линейка, угольник,
блок питания, лампочка, лазер, экран со щелью, соединительные провода, ключ.
Цель работы: Измерить показатель преломления оргстекла с помощью
плоскопараллельной пластины.
Теоретическое обоснование: Метод измерения показателя преломления с
помощью плоскопараллельной пластины основан на том, что луч, прошедший
плоскопараллельную пластину, выходит из нее параллельно направлению падения.
Проходя через пластину, пучок света испытывает двукратное преломление: сначала
на границе воздух-стекло, а затем на границе стекло-воздух. Согласно закону
преломления показатель преломления среды n=sinα/sinβ, где α – угол падения света
на грань пластины из воздуха в стекло, β – угол преломления светового пучка в
стекле.
Источником света служит электрическая лампочка,
подключенная через ключ к источнику питания по
нижеприведенной схеме. Узкий световой пучок создается с
помощью металлического экрана со щелью. Ширина пучка
может меняться за счет изменения расстояния между экраном и лампочкой. Второй
вариант источника света то лазер.
Для
того
чтобы
определить
отношение
синусов углов, необходимо
расположить
пластину
внутри круга так, чтобы одна
из ее параллельных граней
совпадала
с
пунктирной
линией. Эта линия указывает
границу раздела сред воздухстекло. Затем тонким карандашом проводят линию вдоль второй грани, которая
укажет границу стекло-воздух. Не смещая пластины, на ее первую грань направляют
пучок света под каким-либо углом, так чтобы он вошел в пластину в точке В. Вдоль
падающего и вышедшего лучей ставят точки 1, 2, 3, и 4. Затем с помощью угольника
строят прямоугольные треугольники АВЕ и СBD. Так как sinα=AE/AB, а
sinβ=CD/BC и АВ=ВС, так как это радиусы одной окружности, то формула для
определения показателя преломления примет вид nпр =AE/DC, где nпр –
приближенное значение показателя преломления. Длины отрезков АЕ и ДС
необходимо измерить с помощью линейки.
Проведение работы:
1. Собрать схему, включить лампочку или лазер и получить тонкий световой
пучок.
2. Войти в программу Geogebra и подготовить схему эксперимента, нарисовав
круг.
2. Расположить пластинку внутри круга на экране монитора и зафиксировать с
помощью отрезка нижнюю грань.
3. Направить световой поток под произвольным углом на точку В.
4. Измерить показатель преломления стекла при этом угле падения. Результаты
измерения, расчеты и погрешности занести в таблицу1.
Таблица 1.
№
Измерено
Показатель
Среднее
Максимальная
опыта
преломления
значение
погрешность
АЕ, мм
DC, мм
nпр
nср
Δn
σ
1
2
3
5. Повторить пункты 2, 3, 4 при других углах падения светового пучка.
6. Результаты занести в следующую строчку таблицы.
7. Выключить лампочку или лазер, во избежание перегорания.
8. Найти среднее значение показателя преломления по трем измерениям
n  n  n .
n
10. Определить максимальную относительную погрешность  
100%.
9. Определить максимальную абсолютную погрешность
пр
cр
n
ср
11. Данные вписать в таблицу в Word или создать таблицу в «Л.р. 2 Определение
коффициента преломления оргстекла.ggb»
11. Сделать вывод о зависимости или независимости показателя преломления от
угла падения светового пучка.
Вывод:_______________________________________________________________
_____________________________________________________________________