Лабораторна робота №4. Дослідження заломлення світла.

Мета. Дослідити явище заломлення світла та межі двох середовищ і визначити відносний показник заломлення скла відносно повітря.

Обладнання: Прозора скляна плоско-паралельна пластина, аркуш паперу, аркуш картону або дерев’яна дощечка, олівець лінійка, транспортир.

Правила техніки безпеки.

1. Приступати до виконання роботи можна тільки з дозволу вчителя.

2. Будьте особливо обережними при користуванні скляним приладами. Не працюйте з скляними пластинками, які мають тріщини або інші пошкодження.

3. Після закінчення роботи приведіть в порядок робоче місце.

 

Теоретичні відомості.

Заломлення світла, це зміна напрямку поширення випромінювання при проходженні межі розділу двох середовищ з різною оптичною 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 υ 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.

Так як абсолютний показник заломлення повітря близький до 1, то показник заломлення скла відносно повітря можна обчислити за формулою

Величину показника заломлення середовища характеризують також терміном оптична густина. Середовище з більшим значенням показника заломлення називають оптично густішим.

На лабораторній роботі ми повинні переконатися в тому, що значення показника заломлення середовища не залежить від значення кута падіння.

 

Хід роботи.

1. Закріпіть аркуш паперу до  листка картону або дерев’яної дощечки та покладіть на парту.

2. Візьміть скляну пластинку та покладіть на аркуш паперу. За допомогою простого олівця обведіть контури пластинки.

3. Встроміть в аркуш паперу дві шпильки з однієї сторони пластинки так, як показано на малюнку.

4. Встроміть ще дві булавки в аркуш, але з іншої сторони пластинки так, щоб дивлячись через скляну пластинку, всі чотири булавки лежали на одній прямій.

5. Зніміть пластинку із аркуша та проведіть прямі лінії АО та МВ до перетину із контуром пластинки у точках О та М.

6. З’єднайте точки О та М. ОМ – це хід заломленого променя у лінзі. Проведіть перпендикуляр до точки О, точки перетину прямої АО і контуру лінзи.

7. За допомогою транспортира виміряйте кут падіння променя на пластинку

α =_____ та кут заломлення променя у пластинці γ =______.

Або скористайтеся методом, що використано у відео.

№	Кут падіння α, °	sin α	Кут заломлення γ , °	Sin γ	Показник заломлення  n	Середнє значення nс
1
2
3

 

8. За допомогою калькулятора або таблиці Брадіса знайдіть зачення сінусів кутів падіння та заломлення:

Таблиця синусів кутів від 0° до 90°

9. Обчисліть показник заломлення скла відносно повітря за формулою

10. Повторіть пункти 3-9 ще раз, розмістивши шпильки під іншим кутом.

11. За результатами досліджень обчисліть середнє значення показника заломлення скляної пластинки:

Висновок.

Додаткове експериментальне завдання.

1. Спрямуйте пучок світла лазерної указки на поверхню води, що знаходиться у тарілці із плоским дном. Опишіть спостережуване явище.

2. Спрямуйте пучок світла лазерної указки на білу поверхню. Якого кольору буде освітлена ділянка?

Якого кольору буде освітлена лазером ділянка на поверхні червоного або синього кольору? Дослідіть.

Симуляція: Заломлення світла.

Завдання для самоперевірки.