Исследование зависимости угла преломления от угла падения. Проверка гипотезы: угол преломления прямо пропорционален углу падения. лр2. Домашнее задание Спланируйте эксперимент по проверке гипотезы Угол преломления прямо пропорционален углу падения

• Название: Домашнее задание Спланируйте эксперимент по проверке гипотезы Угол преломления прямо пропорционален углу падения
• Анкор: Исследование зависимости угла преломления от угла падения. Проверка гипотезы: угол преломления прямо пропорционален углу падения
• Дата: 03.07.2022
• Размер: 189.16 Kb.
• Имя файла: лр2.docx
• Тип: Лабораторная работа; #623330

Домашнее задание: Спланируйте эксперимент по проверке гипотезы: «Угол преломления прямо пропорционален углу падения».

1) какое оборудование вам понадобится?

2) как будете проверять: является зависимость прямо пропорциональной или нет?
Лабораторная работа №2

Исследование зависимости угла преломления от угла падения. Проверка гипотезы: угол преломления прямо пропорционален углу падения. Определение показателя преломления среды

Цель: 1) исследовать зависимость между углом падения и углом преломления светового луча, проверить справедливость гипотезы «угол преломления прямо пропорционален углу падения»; 2) определить абсолютный показатель преломления стекла.

Оборудование: источник света, диск оптический, прозрачный плоский полуцилиндр, стеклянная платина в форме трапеции, лист белой бумаги, тонко отточенный карандаш.

Часть 1

Описание экспериментальной установки

Изделие «Диск оптический» предназначено для визуального наблюдения законов геометрической оптики. С его помощью можно наблюдать и изучать распространение, отражение и преломление света, характеристики линз, ход лучей через линзы и призмы и др. Сочетает в себе экран, на котором можно наблюдать ход лучей, с транспортиром, позволяющим измерять углы падения, отражения и преломления. К нему прилагается набор стеклянных пластинок, зеркал, линз и др. аксессуары.

Ход работы

Практическая часть

Соберите экспериментальную установку для исследования зависимости угла преломления от угла падения на границе «воздух – стекло» (см. рис. 1). Перемещая источник света (лазерную указку) или вращая диск вместе со стеклянным полуцилиндром, установите угол падения α равным 15°. Измерьте угол преломления β. Вычислите относительный показатель преломления по формуле: . Повторите опыт для всех заданных углов падения. Найдите среднее значение абсолютного показателя преломления стекла.

Рис. 1

6. 
   Результаты измерений и вычислений запишите в таблицу.
   

Таблица результатов опытов

α	β	sin α	sin β	n	nср
15°
30°
45°
60°
75°

7. 
   Сделайте вывод о справедливости/несправедливости проверяемой гипотезы.
   

Часть 2

Теория метода

На одну из параллельных граней пластины наклонно к ней направляют узкий световой пучок. Проходя через пластину, этот пучок света испытывает двукратное преломление. Показатель преломления стекла относительно воздуха определяется по формуле



где α – угол падения пучка света на грань пластины (из воздуха в стекло); β – угол преломления светового пучка в стекле.

Для определения отношения, стоящего в правой части формулы, поступают следующим образом. Перед тем как направить на пластину световой пучок, ее располагают на столе на листе белой бумаги так, чтобы одна из ее параллельных граней совпала с предварительно отмеченной линией на бумаге. Эта линия укажет границу раздела сред воздух – стекло. Тонко очиненным карандашом прово -

Рис. 2 Рис. 3

дят линию вдоль второй параллельной грани. Эта линия изображает границу раздела сред стекло – воздух. После этого, не смещая пластины, на ее первую параллельную грань направляют узкий световой пучок под каким-либо углом к грани. Вдоль падающего на пластину и вышедшего из нее световых пучков тонко очиненным карандашом ставят точки 1, 2, 3 и 4 (рис. 2). После этого источник света выключают, пластину снимают и с помощью линейки прочерчивают входящий, выходящий и преломленный лучи (рис. 3).

Через точку В границы раздела сред воздух – стекло проводят перпендикуляр к границе, отмечают углы падения α и преломления β. Далее с помощью циркуля проводят окружность с центром в точке В и строят прямоугольные треугольники АВЕ и CBD.

Так как и АВ = ВС, то формула для определения показателя преломления стекла примет вид

(1)

Длины отрезков АЕ и DC измеряют по миллиметровой бумаге или с помощью линейки. При этом в обоих случаях инструментальную погрешность можно считать равной 1 мм. Погрешность отсчета надо взять также равной 1 мм для учета неточности в расположении линейки относительно края светового пучка.

Максимальную относительную погрешность ε измерения показателя преломления определяют по формуле



Максимальная абсолютная погрешность определяется по формуле

Δn = n_измε.

(Здесь n_изм – приближенное значение показателя преломления, определяемое по формуле (1).)

Окончательный результат измерения показателя преломления записывается так:

n = n_изм ± Δn.

Ход работы

1. Измерьте показатель преломления стекла относительно воздуха при каком-нибудь угле падения. Результат измерения запишите с учетом вычисленных погрешностей.

2. Повторите то же при другом угле падения. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу.



3. Сравните результаты, полученные по формулам

n_1изм - Δn₁ < n₁ < n_1изм + Δn₁,

n_2изм - n₂ < n₂ < n_2изм + Δn₂.

4. Сделайте вывод о зависимости (или независимости) показателя преломления от угла падения. (Метод сравнения результатов измерений изложен в документе «Погрешности измерений»).

5. Сравните значения абсолютного показателя преломления стекла, найденные в первой и во второй частях работы. Отличаются ли найденные значения? Как вы думаете, почему? Какой из способов обладает меньшей погрешностью измерения?