Инструкционно-технологическая карта на выполнение лабораторной работы по физике на тему "Измерение показателя преломления стекла"

Утверждаю

Зам. Директора по уч. Работе

                       А.В. Пересадин

«     »                              20     г.

Дисциплина: «Физика»

Специальности: «Механизация

сельского хозяйства»,

«Техническое обслуживание и                                                                                  ремонт автомобильного транспорта»

Рабочее место №  ______  

Инструкционно-технологическая карта
на выполнение лабораторной работы №12

Рассмотрено на заседании цикловой комиссии математических и общих естественнонаучных дисциплин

«     »                              20     г.

Протокол № ______

Председатель цикловой

комиссии __________________

Лабораторная работа №12

Измерение показателя преломления стекла

Цель работы: определить показатель преломления стекла.

Оборудование:

·       стеклянная плоскопараллельная пластина;

·       две булавки;

·       лист бумаги;

·       карандаш, линейка транспортир.

Краткая теория

При переходе света из одной среды в другую происходит преломление лучей, изменяется направление распространения света. Это явление объясняется тем, что в различных средах скорость света различна.

Снеллиусом экспериментально для преломления света было установлено:

1. Падающий и преломленный лучи и нормаль к границе раздела лежат в одной плоскости;

2. Отношение синуса угла падения  к синусу угла преломления  равно отношению скоростей распространения света в этих средах:

Здесь V и V - скорость распространения света в средах, характеризуемых соответственно показателями преломления n₁ и n₂. Это соотношение можно переписать в виде:

где:   -  относительный показатель преломления второй среды (по отношению с первой).

Соотношение (2) называется законом преломления света.Он показывает: во сколько раз скорость света в первой среде больше или меньше скорости света во второй.

Если первой средой является вакуум, то   , где   - абсолютный показатель преломления. Показатель преломления показывает, во сколько раз скорость распространения света в вакууме больше, чем в данной среде.

Зная показатели преломления двух сред, по формуле (2) можно найти их относительный показатель преломления. При сравнении двух сред, среду, обладающую большим показателем преломления, называют оптически плотной. Законы преломления света справедливы для однородных и изотропных сред. 

Таблица измерений и вычислений

Номер опыта	BK1, мм	ВК2, мм	K1L1, мм	K2L2, мм	n	nср.	, %

Порядок выполнения работы:

Построение рисунка:

1. Положить лист бумаги на картон.

2. Проведите на бумаге прямую линию MN.

3. Положите на бумагу стеклянную пластинку так, чтобы длинной гранью она соприкасалась с линией MN.

4. Воткните в точке В вертикально расположенную иголку вплотную к грани пластинки.

5. Воткните подальше от пластинки в точке А вторую иголку (см. рис.1.1.).

Рисунок 1.1.

6. Поднимите лист с пластинкой на уровне глаз (или наклонитесь к нему сами) и посмотрите на уголки через торец пластинки. Видно нижние части иголок в разных местах.

7. Глядя сквозь противоположную грань пластинки на иголки в точках А и В, воткните в плотную к пластинке третью иглу в точке С на линии М₁N₁, совпадающей с нижней гранью пластины, так, чтобы она закрыла собой изображение иголок в точках А и В. 

8. Четвёртую иглу воткнуть в точке D так, чтобы она закрыла собой изображение иголок в точках С, B и А.

9. Уберите пластинку с бумаги и проведите лучи ВА, ВС и СD через иголочные проколы. Луч АВ будет падающим лучом, луч ВС - преломленным лучом. Все построения выполняйте аккуратно с помощью карандаша и линейки.

10. Восстановите к линии MN перпендикуляр в точке В (прямая L₁L₂) .Угол падения   , угол преломления = .

11. Отложите от точки В на лучах ВА и ВС равные произвольные отрезки BK₁, BK₂. Опустите из точек К₁К₂ на прямую L₁L₂ перпендикуляры K₁L₁, K₂L₂.

Определение показателя преломления:

 12. Согласно закону преломления, который выражен формулой , чтобы определить показатель преломления, нам нужно знать синус угла падения и синус угла преломления.

13. Рассмотрим треугольники K₁L₁B и K₂L₂B, которые по построению являются прямоугольными.  

  т.к.   по построению =>

14. Измерьте длины отрезков K₁L₁ и K₂L₂ в миллиметрах. Данные занесите в таблицу.

15. Вычислите показатель преломления стекла по формуле:

Результат округлите до сотых долей. Значение занесите в таблицу.

16.Повторить опыт два раза, каждый раз изменяя угол падения луча, перекалывая иголку из точки А в другие точки на листе бумаги, используя для работ пункты 1 – 3.

17.Найти среднее значение показателя преломления стекла, используя значения трёх опытов:

Результат округлите до сотых долей.

18.Определите абсолютную погрешность измерения ∆n по формуле:

где i=1,2,3 – номер опыта.

19. Вычислите среднее значение абсолютной погрешности по формуле:

20. Определите относительную погрешность измерений по формуле:

Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу.

21.Сделайте вывод о проделанной работе.

22.Ответить на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы:

1. Что показывает коэффициент преломления света?

2. В каких случаях свет на границе раздела двух сред не преломляется?

3. Как изменяется длина и частота световой волны при переходе из менее плотной среды в более плотную среду?

4. В чем различие абсолютного и относительного коэффициентов преломления?

5. Как изменяется длина и частота световой волны при переходе из более плотной среды в менее плотную среду?

Литература:

1.   Касьянов В.А., Физика 11 класс, М., «Дрофа» 2012.

2.   Дмитриева В.Ф. Физика для профессий и специальностей технического профиля: учебник для образоват. Учреждений нач. и сред. проф. образования/ В.Ф.

3.       http://degtjarka8.ru/index.php/lr-fizika-11/160-03-opredelenie-uskoreniya-svobodnogo-padeniya-pri-pomoshchi-mayatnika