Второй уровень

Цель работы: определение опытным путем показателя преломления стекла

В результате выполнения лабораторной работы студенты должны

знать:

-определение углов падения и преломления;

-закон преломления света;

уметь:

-определять показатель преломления вещества двумя способами;

-сравнивать результаты опытов с табличными значениями и делать выводы.

Оборудование: стеклянная пластинка, имеющая форму трапеции, 4 булавки, лист бумаги (в клетку), лист картона, линейка, карандаш, транспортир, таблицы Брадиса (или микрокалькулятор).

Правила техники безопасности (Приложение Д).

Основные теоретические положения

Показатель преломления стекла относительно воздуха вычисляется по формуле:

где n – относительный показатель преломления стекла,

угол падения луча на поверхность,

- угол преломления луча.

Порядок выполнения работы

Задание I: Определить показатель преломления первым способом.

1. Положите на лист бумаги с подложенным под него картоном трапециевидную пластинку и обведите ее контуры.

2. Наколите с одной стороны стекла две булавки так, чтобы прямая, проходящая через них, не была перпендикулярна грани пластинки.

3. Наколите с другой стороны пластинки еще две булавки так, чтобы, глядя вдоль них сквозь стекло, видеть все булавки расположенными на одной прямой.

4. Снимите стекло и булавки, отметьте места наколов точками 1, 2, 3, 4 и проведите через них линии до пересечения с границами стекла (рис. 1). Соединив точки 2 и 3, получим направление луча света. Проведите через точки 2 и 3 перпендикуляры к преломляющим поверхностям.

5. Измерьте с помощью транспортира угол падения α₁ и угол преломления γ₁ и определите синусы измеренных углов.

Рис.1

6. Вычислите показатель преломления п стекла, используя формулу:

7. Повторите измерения для угла падения α₂ и угла преломления γ₂. Вычислите показатель преломления стекла по формуле:

8. Начертите таблицу 1 и запишите в нее результаты измерений и вычислений.

Таблица 1

№ опыта	α	sin α	γ	sin γ	n	nср

9. Вычислите среднее значение показателя преломления стекла n_ср

Задание II: Определить показатель преломления вторым способом.

1. Выполните пункты 1-4 как в первом задании.

2. Отложите из точки В (рис. 1) отрезки АВ = ВС и постройте прямоугольные треугольники ∆ADB и ∆ВЕС. Так как , а и АВ = СВ, то показатель преломления можно найти по формуле:

.

3. Начертите таблицу 2 для записи результатов измерений и вычислений.

4. Измерьте AD и СЕ и запишите их значения в таблицу 2.

Таблица 2

AD	СЕ	nвг	nнг

Задание III: Вычислите погрешности измерения показателя преломления стекла и запишите его значение с учетом погрешности.

1. Вычислите верхнюю границу (ВГ) показателя преломления п_вг и его нижнюю границу (НГ) п_нг:

,

,

где ∆l — абсолютная погрешность измерения отрезков.

2. Вычислите относительную погрешность измерения

3. Запишите значение показателя преломления с учетом погрешности в виде:

n = n_ср ± ∆n

Задание IV: Сравнить результаты с табличным значением показателя преломления стекла табл.12, с.167[3]. Какой из двух способов более предпочтительнее для определения показателя преломления. Сделайте вывод.

Задание V: Оформить результаты измерений и вычислений в форме отчета по лабораторной работе в соответствии с Приложением Б.

Контрольные вопросы:

1.При каком угле падения луч света, проходя сквозь плоскопараллельную пластину, не смещается?

2. Каков физический смысл показателя преломления? Вычислите скорость света в стекле?

Форма контроля - письменный отчет

Список рекомендуемой литературы:

1. Мякишев Г.Я. Физика 11 класс.- М.: Просвещение, 2011.- 399 с. + CR-ROM.