Фізика. Рівень стандарту. 11 клас. Бар’яхтар

Експериментальна робота № 5. Дослідження заломлення світла

Мета: дослідити заломлення світла на межі «скло — повітря», визначити показник заломлення скла відносно повітря.

Обладнання: скляна пластинка з паралельними гранями, аркуш гофрованого картону, олівець, 4 шпильки, косинець; ножиці, посудина з водою.

ВКАЗІВКИ ДО РОБОТИ

Суворо дотримуйтесь інструкції з безпеки (див. форзац).

Результати вимірювань і обчислень відразу заносьте до таблиці.

Підготовка до експерименту

1. Згадайте причини заломлення світла, закони заломлення; запишіть формулу для визначення показника заломлення.

2. Підготуйте рисунки для виконання роботи (див. рис. 1). Для цього:

  • 1) покладіть скляну пластинку на сторінку зошита й олівцем окресліть контур пластинки;
  • 2) накресліть пряму k, перпендикулярну відрізкам, що відповідають паралельним граням пластинки; позначте точку О.
  • 3) за допомогою циркуля накресліть коло радіуса 3-4 см із центром у точці О;

Рис. 1

4) під кутом приблизно 45° накресліть промінь, який задаватиме напрямок пучка світла, що падає в точку О; позначте точку перетину променя і кола літерою А;

5) повторіть дії, описані в пунктах 1-4, ще тричі (виконайте ще три рисунки), спочатку збільшивши, а потім зменшивши кут падіння.

Експеримент

1. Покладіть під аркуш зошита з першим контуром аркуш гофрованого картону, накладіть на контур скляну пластинку і встроміть вертикально в точки А і О шпильки 1 і 2 (див. рис. 2).

Рис. 2

2. Дивлячись крізь пластинку за положенням шпильок 1 і 2, установіть напрямок заломленого променя. Для цього навпроти нижньої заломлюючої грані пластинки встроміть шпильки 3 і 4 так, щоб основи всіх чотирьох шпильок здавалися розташованими на одній прямій.

3. Приберіть шпильки і пластинку, проведіть через основи шпильок 3 і 4 пряму, позначте точку М і накресліть заломлений промінь ОМ (див. рис. 2 і 3).

Рис. 3

4. Знайдіть точку перетину променя ОМ із колом (точку В).

5. Повторіть дії, описані в пунктах 1-4, ще для трьох контурів.

Опрацювання результатів експерименту

На кожному рисунку:

1. Зазначте кут падіння і кут заломлення.

2. Із точок А і В опустіть перпендикуляри на пряму k і виміряйте довжини а і b отриманих відрізків (див. рис. 3).

4. Побудуйте графік залежності а(b) і визначте середнє значення показника заломлення (див. Додаток 2).

5. Визначте відносну й абсолютну похибки вимірювання показника заломлення скла відносно повітря, округліть результати, скориставшись правилами округлення (див. Додаток 2).

Номер досліду

Довжина відрізка

Показник заломлення

Похибка експерименту

Результат n = nсер ± Δn

а, мм

b, мм

n

nсер

ε, %

Δn

Аналіз експерименту та його результатів

За результатами сформулюйте висновок.

Творче завдання

Скориставшись рис. 4, продумайте і запишіть план проведення експерименту з визначення показника заломлення води відносно повітря. Виріжте з картону круг і проведіть експеримент. Проаналізуйте результат, сформулюйте висновок.

Рис. 4