1000

Лабораторная работа 11 класс "Оценка значения скорости света"

Предпросмотр материала:

Работа № 15

ОЦЕНКА ЗНАЧЕНИЯ СКОРОСТИ СВЕТА

В ВЕЩЕСТВЕ

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: ознакомление со способом оценки значения скорости света в веществе, основанным на использовании            явления преломления света.

ОБОРУДОВАНИЕ: цилиндр мерный, стакан с водой, линейка с миллиметровыми делениями, лист белой бумаги, карандаш.

ПОЯСНЕНИЯ К РАБОТЕ

Известно, что скорость распространения электромагнитной волны в вакууме составляет 300 000 км/с. При переходе волны из вакуума в любую среду скорость уменьшается. Величина, показывающая, во сколько раз скорость v1 электромагнитной волны в одной среде отличается от скорости v2 в другой, называется относительным показателем преломления: n. Скорость электромагнитной волны в воздухе практически та же, что и в вакууме. Поэтому если волна переходит из какой-то среды в воздух, то n=c/v, где с и v — скорости электромаг­нитной волны в вакууме и среде соответственно.

Определить скорость v можно, если известен относительный пока­затель преломления среды. Эту величину можно измерить экспериментально, воспользовавшись законом преломления света: n=sin a/sin , где a -- угол падения волны на границу раздела двух сред; - угол преломления. Если волна распространяется из оптически более плот­ной среды в оптически менее плотную (рис. а), то закон записыва­ется так:

n = sin /sin a.   (1)

Измерив углы a и , вычисляют n, а затем, зная скорость электро­магнитной волны в вакууме с, определяют ее скорость в веществе: v=c/n (2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


А – реальное положение черты, В – мнимое изображение черты.

В работе определяют скорость электромагнитных волн, частоты которых соответствуют световому диапазону, т. e. определяют скорость света в веществе. В качестве вещества используют воду или другую прозрачную жидкость.

На листе белой бумаги проводят черту. На бумагу ставят мерный цилиндр так, чтобы черта оказалась рядом с наиболее удаленной от наблюдателя точкой дна цилиндра (рис. б). Затем цилиндр почти доверху заполняют водой. Наблюдатель смотрит на поверхность воды сверху вниз и, постепенно изменяя направление взгляда, находит по­ложение, при котором видимая сквозь воду черта на бумаге будет ка­заться проходящей возле ближней к нему точки верхнего края цилин­дра (рис. в). Добившись этого, напротив кажущегося положения черты, наблюдаемой сквозь воду, на листе бумаги делают отметку (точка В на рисунке  в). После этого приступают к измерениям и вы­числениям.

Необходимо определить синусы углов падения а и преломления .

Напомним, что синус угла в прямоугольном треугольнике можно найти как отношение противолежащего катета к гипотенузе треуголь­ника (см. рис. в), т. e. sina=AO/AC. Выразим стороны АО и АС через отрезки, которые можно непосредственно измерить линей­кой. AO=AD-OD, но OD = CM по построению. Из подобия KBD и KCM CM/BD = KM/KD, откуда CM = (KM/KD)BD.

Гипотенузу АС находят по теореме Пифагора: AC== (CO = DM по построению).

Угол преломления  и BCO равны как вертикальные.  Значит, sin = sin BCO = BO/BC, BO=AB+AO. По теореме Пифагора BC = или BC =  .

Итак

Sin a=AO/,             (3)

                Sin  = BO /  ,    (4)

BD=AB +AD, BO=AB +AO, AO =AD — (KM/KD)BD,         (5)

где AD — внутренний диаметр цилиндра d; KM — расстояние от верх­него края цилиндра до поверхности воды; KD — высота цилиндра H; DM — высота уровня воды в цилиндре h; AB — расстояние от черты до метки.

 

ПОРЯДОК ПОДГОТОВКИ К РАБОТЕ

1. Подготовьте таблицу для записи результатов измерений и вычис­лений.

 

Номер опыта

d,

мм

н,

мм

h,

мм

АВ,

мм

Sin а

Sin

п

V,

м/с

Vср

М/С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.   Проведите   карандашом   посередине  листа   бумаги   контрастную черту.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

  1. Поставьте на лист бумаги с чертой мерный цилиндр так, чтобы при
    вертикальном взгляде на черту сверху она проходила возле наиболее
    удаленной от наблюдателя части дна. Убедитесь в том, что дно цилин­дра касается бумаги.
  2. Налейте в цилиндр воду. Ее уровень не должен доходить до верх­него края 10—15 мм.
  3. Найдите такое направление взгляда на черту сквозь воду, при котором черту можно было видеть вблизи ближней к наблюдателю части
    верхнего края цилиндра.
  4. Определив нужный угол взгляда напротив видимого сквозь воду
    изображения черты, сделайте на бумаге метку.
  5. Измерьте внутренний диаметр d,  высоту H цилиндра,  высоту h
    уровня воды над столом и расстояние AB от черты до метки.
  6. Поочередно используя формулы (5), (3), (4), (1) и (2), определите
    значение скорости электромагнитной волны в воде.
  7. Повторите опыт 2—3 раза и вычислите среднее значение скорости.

0%

Лабораторная работа 11 класс "Оценка значения скорости света"

5

(1 оценка)

    DOCX

30.12.2015

3438

23

Файл будет скачан в формате:

    DOCX

Автор материала

Камышева Ольга Витальевна

Камышева Ольга Витальевна

учитель физики моу

  • На сайте: 10 лет и 9 месяцев
  • Всего просмотров: 82843
  • Подписчики: 0
  • Всего материалов: 22
  • 82843
    просмотров
  • 22
    материалов
  • 0
    подписчиков

Настоящий материал опубликован пользователем Камышева Ольга Витальевна.
Инфоурок является информационным посредником. Всю ответственность за опубликованные материалы несут пользователи, загрузившие материал на сайт. Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете на материал.

ИИ для создания материалов

Создавайте материалы с ИИ

Если готовые материалы не подошли — помогут нейросети

Конспекты, тесты, презентации, рабочие листы и другие материалы по ФГОС — под ваш урок, класс и цели занятия за пару минут.

Попробовать бесплатно

Выберите инструмент

~160

Нейросети могут ошибаться. Обязательно проверяйте ответы.

Курсы по теме

Перейти в каталог курсов

Мини-курсы по теме

Перейти в каталог мини-курсов

Найдите подходящий для Вас курс

Найдите подходящий для Вас курс

В каталоге 7 451 курс по разным направлениям

Другие материалы

Вам будут интересны эти курсы: