kopilkaurokov.ru - сайт для учителей

Создайте Ваш сайт учителя Курсы ПК и ППК Видеоуроки Олимпиады Вебинары для учителей

Лабораторная работа №42 "Определение показателя преломления стекла"

Нажмите, чтобы узнать подробности

Наблюдать преломление света с помощью стеклянной пластины с двумя параллельными гранями, использовать законы преломления для расчета показателя преломления.Определить показатель преломления стекла относительно воздуха, сравнить с табличным значением, оценить погрешности

Просмотр содержимого документа
«Лабораторная работа №42 "Определение показателя преломления стекла"»

Лабораторная работа № 42

Раздел 5. Оптика

Тема 5.1. Природа света

Название работы: определение показателя преломления стекла

Учебная цель: наблюдать преломление света с помощью стеклянной пластины с двумя параллельными гранями, использовать законы преломления для расчета показателя преломления.

Учебные задачи: определить показатель преломления стекла относительно воздуха, сравнить с табличным значением, оценить погрешности

Правила безопасности: правила проведения в кабинете во время выполнения практического занятия

Норма времени: 2 часа

Образовательные результаты, заявленные во ФГОС третьего поколения:

Студент должен

уметь: измерять показатель преломления вещества, делать выводы на основе экспериментальных данных. Представлять результаты измерений с учётом их погрешностей

знать: законы преломления света, что такое коэффициент преломления, его физический смысл

Обеспеченность занятия:

- методические указания по выполнению лабораторного занятия

- лабораторная тетрадь, стеклянная пластинка с двумя параллельными гранями, стеклянный полуцилиндр, Бумажный круг с градусами, карандаш хорошо отточенный, транспортир, линейка, циркуль, экран с щелью, источник света, таблица тригонометрических функций, таблица показателей преломления веществ относительно воздуха, бумага писчая

Порядок проведения занятия:

Для выполнения лабораторной работы учебная группа выполняет три задания (с разными пластинами)


Теоретическое обоснование 

Свет при переходе из одной среды в другую меняет своё направление, т. е. преломляется. Преломление объясняется изменением скорости при переходе из одной среды в другую и подчиняется следующим законам:

  1. Падающий и преломлённый лучи лежат в одной плоскости с перпендикуляром, проведённым через точку падения луча к границе раздела двух сред.

  2. Отношение синуса угла падения  к синусу угла преломления  – величина постоянная для данных двух сред и называется коэффициентом преломления n второй среды относительно первой: n = = n

Вопросы для закрепления теоретического материала к занятию:

  1. В чём сущность явления преломления света и какова причина этого явления?

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

  3. Что называется коэффициентом преломления и в чём различие абсолютного и относительного коэффициентов преломления?

  4. Докажите, что показатель преломления второй среды относительно первой

n 2,1 = n 2 / n 1, где n 1 и n 2 –абсолютные показатели первой и второй

сред.

5. Как определить геометрически показатель преломления n оп.

6. Как с помощью радиуса и перпендикуляра к нормали определить

синус угла падения и синус угла преломления?

  1. Как рассчитать абсолютную погрешность показателя преломления стекла n?

  2. Как рассчитать относительную погрешность измерения показателя преломления стекла? Каковы численные значения?

  3. Что показывает запись результата опыта n оп - nnn оп + n?

  4. Зависит ли показатель преломления стекла от угла падения луча света на пластину? Где в вашем опыте это видно?

  5. Чему соответствует ваш показатель преломления стекла по таблице? Что это за вещество или какой вид оптического стекла?

Содержание и Последовательность выполнения практической работы:

Задачи практической работы:

Задание 1

  1. Положить стеклянную пластинку на лист бумаги, обвести хорошо отточенным карандашом её контуры.

  2. Щель экрана направить на источник света. Экран перемещать, пока луч света не попадёт в среднюю точку на грань пластины.

  3. Отметить точками 1, 2, 3, 4 падающий луч на пластину и вышедшей луч из неё.

  4. Снять пластину (рисунок1) через точки 1, 2, 3, 4 провести прямые до пересечения с противоположными гранями. Через точку 2 провести перпендикуляр к границе сред воздух – стекло.

  5. Отметить угол падения и угол преломления, транспортиром измерить эти углы и по таблице значений синусов определить синусы измеренных углов.

  6. Опыт повторить 2 – 3 раза, меняя каждый раз угол.

  7. Вычислить коэффициент преломления, найти среднее значение. Определить погрешность измерения методом среднего арифметического.

  8. Результаты измерений, вычислений записать в таблицу №1

Таблица №1

№ опыта

Угол падения светового луча град


Угол преломления

светового луча град

Коэффициент преломления

n


Среднее значение коэффициента преломления

n ср.




Абсолютная погрешность

n = nср – n


Среднее значение абсолютной погрешности

nср



Относительная погрешность

= 100%













































Задание 2

Рекомендации

Для определения отношения, стоящего в правой части формулы,

n = ,

поступают следующим образом. Перед тем, как направить на пластину световой пучок, её располагают на столе, на листе миллиметровой бумаги так, чтобы одна из её параллельных граней совпала с предварительно отмеченной линией на бумаге. Эта линия укажет границу раздела сред воздух – стекло. Тонко очинённым карандашом проводят линию вдоль второй параллельной грани. Эта линия изображает границу раздела сред стекло – воздух. Не смещая пластины, на её первую параллельную грань направляют узкий световой пучок под каким – либо углом к грани. Вдоль падающего на пластину и вышедшего из неё световых пучков тонко очинённым карандашом ставят точки 1, 2, 3, 4 (рисунок 2). Лампочку выключают, пластину снимают и с помощью линейки прочерчивают входящий и преломлённый лучи. Через точку. В границы раздела сред воздух – стекло проводят перпендикуляр к границе, отмечают углы падения  и преломления . Циркулем проводят окружность с центром в точке В и строят прямоугольные треугольники АВЕ и СВД.

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

n = (1)

Длину отрезков АЕ и DC измеряют по миллиметровой бумаге или с помощью линейки. Инструментальную погрешность можно считать равной 1 мм.

Максимальная относительная погрешность определяется по формуле: пр . приближённое значение рассчитывается по формуле (1).

Окончательный результат измерения показателя преломления записывается так: n = nпр


Порядок выполнения работы

  1. Подготовить бланк отчёта с таблицей для записи результатов измерений и вычислений, таблица №2

  2. Подключить лампочку через выключатель к источнику тока. С помощью экрана с щелью получить тонкий световой пучок.

  3. Измерить показатель преломления стекла относительно воздуха, при каком – ни будь угле падения. Результат записать с учётом погрешностей.

  4. Повторить то же при другом угле падения.

  5. Сравнить результаты, полученные по формулам n1пр -  n1n1  n1пр + n1 n2пр -  n2n2  n2пр + n2.

  6. Сделать вывод о зависимости (или независимости) показателя преломления от угла падения.







Рисунок 1 Рисунок 2


Таблица №2

Измерено

Вычислено

АЕ, мм

DC, мм

nпр

 АЕ, мм

 DC, мм

, 

 n























Задание 3

Порядок выполнения работы

  1. Положить стеклянный полуцилиндр на бумажный круг, разделённый на градусы, так чтобы центр круга и центр полуцилиндра совпадали рисунок 4

  2. Щель экрана направить на источник света перемещать прибор до тех пор, пока луч света не попадёт в среднюю точку на плоской грани полуцилиндра, рисунок 5














Рисунок 5



Рисунок 4




Измерить по кругу угол падения луча α и угол преломления и их значения использовать для определения коэффициента преломления стекла.

  1. Перемещая экран со щелью получить несколько значений для углов падения и преломления луча.

  2. Направить световой луч перпендикулярно плоской грани полуцилиндра, пронаблюдать ход луча в полуцилиндре и сделать вывод.

  3. Результаты измерений вычислить и записать в таблицу №2

  4. Найти среднее значение коэффициента преломления и вычислить методом среднего арифметического погрешности измерения


По окончанию практической работы студент должен представить: - Выполненную в лабораторной тетради работу в соответствии с вышеуказанными требованиями.


Список литературы: 

  1. В. Ф. Дмитриева Физика для профессий и специальностей технического профиля М.: ИД Академия – 2018

  2. Р. А. Дондукова Руководство по проведению лабораторных работ по физике для СПО М.: Высшая школа,2000

  3. Лабораторные работы по физике с вопросами и заданиями

О. М. Тарасов М.: ФОРУМ-ИНФА-М, 2017





Получите в подарок сайт учителя

Предмет: Физика

Категория: Уроки

Целевая аудитория: Прочее.
Урок соответствует ФГОС

Скачать
Лабораторная работа №42 "Определение показателя преломления стекла"

Автор: Ильина Татьяна Васильевна

Дата: 14.09.2019

Номер свидетельства: 519691

Похожие файлы

object(ArrayObject)#851 (1) {
  ["storage":"ArrayObject":private] => array(6) {
    ["title"] => string(122) "урок решения задач и подготовки и выполнению лабораторной работы. "
    ["seo_title"] => string(72) "urok-rieshieniia-zadach-i-podghotovki-i-vypolnieniiu-laboratornoi-raboty"
    ["file_id"] => string(6) "206892"
    ["category_seo"] => string(6) "fizika"
    ["subcategory_seo"] => string(5) "uroki"
    ["date"] => string(10) "1430300550"
  }
}
object(ArrayObject)#873 (1) {
  ["storage":"ArrayObject":private] => array(6) {
    ["title"] => string(36) "Дисперсные системы "
    ["seo_title"] => string(21) "dispiersnyie-sistiemy"
    ["file_id"] => string(6) "230085"
    ["category_seo"] => string(6) "himiya"
    ["subcategory_seo"] => string(5) "uroki"
    ["date"] => string(10) "1441977601"
  }
}

Получите в подарок сайт учителя

Видеоуроки для учителей

Курсы для учителей

Распродажа видеоуроков!
1440 руб.
1920 руб.
1440 руб.
1920 руб.
1530 руб.
2040 руб.
ПОЛУЧИТЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО МГНОВЕННО

Добавить свою работу

* Свидетельство о публикации выдается БЕСПЛАТНО, СРАЗУ же после добавления Вами Вашей работы на сайт

Удобный поиск материалов для учителей

Ваш личный кабинет
Проверка свидетельства