4
Determinarea indicelui de refracţie pentru un material solid, transparent Fişa de lucru Obiectiv Să determine indicele de refracţie a materialului din care este confecţionat un semicilindru transparent, utilizând legile refracţiei. Teoria lucrării O proprietate importantă a unui material este indicele de refracţie. Indicele de refracţie absolut al unui mediu este definit prin raportul dintre viteza de propagare a luminii în vid, c, şi viteza de propagare a luminii în acel mediu, v. Refracţia luminii este fenomenul de modificare a direcţiei de propagare a unui fascicul de lumină atunci când întâlneşte suprafaţa de separare dintre 2 medii transparente. figura1. figura 2 i este unghiul de incidenţă, r este unghiul de refracţie iar n este indicele de refracţie. Legile refracţiei luminii sunt: Legea I: Raza incidentă, raza refractată şi normala sunt în acelaşi plan. Se poate vedea uşor şi din figura 2, planul colorat cu gri deschis. Legea II: n 1 sin i = n 2 sin r Utilizând legea a II-a se poate găsi indicele de refracţie a materialului prin care trece lumina. Indicele de refracţie între oricare 2 medii transparente este o constantă şi se notează cu n. El este este egal cu raportul dintre sinusul unghiului de incidenţă şi

Determinare N- Semicilindru

  • Upload
    a2005p

  • View
    327

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Determinare N- Semicilindru

Determinarea indicelui de refracţie pentru un material solid, transparentFişa de lucru

ObiectivSă determine indicele de refracţie a materialului din care este confecţionat un semicilindru transparent, utilizând legile refracţiei.

Teoria lucrăriiO proprietate importantă a unui material este indicele de refracţie.Indicele de refracţie absolut al unui mediu este definit prin raportul dintre viteza de propagare a luminii în vid, c, şi viteza de propagare a luminii în acel mediu, v.

Refracţia luminii este fenomenul de modificare a direcţiei de propagare a unui fascicul de lumină atunci când întâlneşte suprafaţa de separare dintre 2 medii transparente.

figura1. figura 2

i este unghiul de incidenţă, r este unghiul de refracţie iar n este indicele de refracţie.

Legile refracţiei luminii sunt:Legea I:

Raza incidentă, raza refractată şi normala sunt în acelaşi plan. Se poate vedea uşor şi din figura 2, planul colorat cu gri deschis.

Legea II: n1 sin i = n2 sin r

Utilizând legea a II-a se poate găsi indicele de refracţie a materialului prin care trece lumina. Indicele de refracţie între oricare 2 medii transparente este o constantă şi se notează cu n. El este este egal cu raportul dintre sinusul unghiului de incidenţă şi sinusul unghiului de refracţie când lumina trece din vid (aer) în alt mediu transparent. Utilizăm relaţia ce exprimă legea a II-a a refracţiei

n1 sin i = n2 sin r Indicele de refracţie pentru aer este , găsim pe

Valorile unghiurilor pot fi măsurate utilizând un raportor. Cunoscând valorile acestor unghiuri se poate determina indicele de refracţie utilizând relaţia:

Page 2: Determinare N- Semicilindru

Materiale necesare- Un bloc semicircular

din plexiglas sau sticlă - Foaie de hârtie A4 cu

un raportor imprimat- Sursă laser- Creion- Riglă- Calculator de buzunar- Fişa de lucru realizată

de profesor

Instrucţiuni1. Măsuraţi lungimea AB a laturii

de la baza semicilindrului şi găsiţi mijlocul ei. Notaţi uşor cu creionul pe bucata semicirculară de plastic punctul obţinut.

2. Plasaţi corpul tranparent în mijlocul foii de hârtie, în aşa fel încât mijlocul laturii AB să coincidă cu mijlocul raportorului imprimat pe foaie, aşa ca în figura 1.

3. Trasaţi cu un creion conturului semicilindrului pe foaie. Linia ce trece prin mijlocul semicilindrului este chiar normala la această suprafaţă.

4. Trimiteţi radiaţia laser în aşa fel încât să atingă semicilindrul dat în punctul notat de voi, mijlocul corpului.

5. Marcaţi cu creionul 2 puncte pe direcţia razei laser incidente şi alte 2 puncte pe direcţia razei laser ce iese din semicilindrul de plastic.

6. Luaţi corpul de pe foaie şi cu o riglă desenaţi direcţia razei incidente unind cele două puncte marcate, vezi figura 2.

7. Identificaţi direcţia razei refractate unind cele două puncte care marchează locul pe unde a ieşit lumina din semicilindrul de plastic, vezi figura 2.

8. Măsuraţi şi notaţi valoarea unghiului de incidenţă şi valoarea unghiului de refracţie. Imaginea din figura 2 vă ajută să identificaţi mai uşor unghiurile şi modul de măsurare.

9. Repetaţi 4 - 8 pentru alte 4 valori ale unghiului de incidenţă.

10. Calculaţi indicele de refracţie n utilizând relaţia n = sin i / sin r

11. Găsiţi valoarea medie a indicelui de refracţie.12. Calculaţi erorile de măsură şi valoarea medie a

acestora13. Reprezentaţi grafic sin i în funcţie de sin r. Panta dreptei ce trece prin origine este chiar indicele de

refracţie.

figura 2

normala

Raza incidentă

Raza refractată

figura 1

Page 3: Determinare N- Semicilindru

14. Comparaţi rezultatele obţinute prin cele două metode şi indicaţi sursele de erori.

Tabel de valori

Nr. det

igrade

rgrade

sin i sin r Valoarea medien mediu

Eroarea de măsurăn

Valoarea medie a erorilorn mediu

1.2.3.4.5.

Pentru completarea tabelului se utilizează relaţiile: Erorile:

n = n - n mediu sau n = n mediu - n Valoarea medie a erorilor:

n = n mediu / 5

Graficul.........

RezultatulValoarea obţinută prin calcule este: n = n mediu ± n mediu = ........................................

ConcluziiIndicele de refracţie obţinut din panta graficului este…… Valoarea medie a indicelui de refracţie obţinută prin calcule este………Comparând cele două valori obţinute putem spune că……..

Surse de erori1. Utilizarea valorilor mici pentru unghiurile de incidenţă produce erori mari în determinări.2. Direcţia razelor incidentă şi refractată nu poate fi indicată exact prin plasarea celor două puncte pe

radiaţia laser.