Определение показателя преломления среды. 11 кл.

Обязательные
лабораторные работы по физике

<<< ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ 11 КЛАССА. (Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев. Физика: Учеб. 11 кл.)

Лабораторная работа по физике №4. 11 класс.
Определение показателя преломления среды.
Виртуальная версия для дистантного обучения 11-8-2.

α = 0 ° β = 0 °

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ СРЕДЫ
Важно: категорически запрещается использовать виртуальные лабораторные работы вместо реальных! В виртуальной работе ничего нельзя реально измерить или доказать. Эта работа служит лишь для отработки действий в реальной обстановке.
Перед выполнением работы полезно проделать задание 11-8-1 "Преломление света на границе двух сред".
Цель работы: определить показатель преломления второй среды относительно первой.
Установка. Справа в окне анимации вы можете видеть луч от фонарика красного цвета, падающий на границу двух сред. Верхняя среда - воздух, нижняя среда - неизвестное вещество. Его показатель преломления относительно воздуха и нужно будет опрелелить.
Положение падающего луча можно менять с помощью ползунка (см. под анимацией) от 0° до 90°. Входя во вторую среду этот луч будет испытывать преломление. Справа и слева от ползунка вы может видеть величины углов падения α и преломления β соответственно. Понятно, в оптике все углы отмеряются от перпендикуляра к границе двух сред, он показан пунктирной линией.
Показатель преломления второй среды относительно первой: n₂₁ = Sinα/Sinβ. Измерив нужные углы, вы найдёте их синусы, а затем и показатель преломления. Для этого вам понадобятся Таблицы Брадиса.
Чтобы погрешности измерения были наименьшими (то, к чему следует стремиться в любом эксперименте), нужно брать углы, где синус меняется наиболее быстро, это вблизи 45°. Поэтому в работе мы рекомендуем брать углы 30°, 45° и 60°.
На практике в реальной работе углы вы будете определять с помощью булавок (см. Описание в учебнике физики).
Ход работы.
1. Приготовьте таблицу для записи результатов:

№ опыта	Уголо падения α, град	Sinα	Угол преломления β, град	Sinβ	Показатель преломления, n	n_ср	Δn	Δn_ср
1	30°
2	45°
3	60°

2. С помощью ползунка отведите луч от перпендикуляра на угол 30°. Для более точного результата можно пользоваться не только мышкой, но и клавишами на клавиатуре Влево/Вправо. Запишите в таблицу результатов найденные вами углы и их синусы, не забывая правила приближённых вычислений. Если у нас для угла есть две значащие цифры, то и для синуса мы можем взять не более этого. Если с запасом, то не более трёх значащих цифр. Подсчитайте показатель преломления для первого опыта, опять же не забудьте правила приближённых вычислений.
3. Повторите те же действия для углов 45° и 60°.
4. Подсчитайте среднее значение показателя преломления, отклонения от среднего и среднее отклонение. Запишите грамотно результат измерения показателя преломления с погрешностью.
Примечание. Величину показателя преломления среды компьютер выбирает из набора случайных чисел при каждом запуске страницы. Потому, приступая к выполнению работы, не перезапускайте страницу, иначе вы не получите верный результат.
Проверьте себя, отвечая на контрольные вопросы.
Желаем успеха!

1. Какова величина показателя преломления в вашем опыте?

Показатель преломления второй среды относительно воздуха n ± Δn:

±

2. На рисунке — опыт по преломлению света в стеклянной пластине. Чему равен показатель преломления стекла? Ответ укажите с точностью до сотых.

Ответ:

4. На рисунке изображено преломление светового пучка на границе воздух — стекло. Чему равен показатель преломления стекла? (Ответ округлите до сотых.)

Ответ:

5. В центр верхней грани прозрачного кубика под углом α = 45° падает из воздуха луч света (см. рисунок). Плоскость падения луча параллельна плоскости передней грани кубика (АВСD). Преломлённый луч попадает в ребро АЕ кубика. Определите показатель преломления материала, из которого изготовлен кубик. Ответ округлите до сотых долей.

Ответ: