Исследованиезависимости угла преломления светового луча от угла падения на границе"воздух-стекло"
Условие:
Решение:
Лабораторная работа: Исследование зависимости угла преломления светового луча от угла падения на границе "воздух-стекло"
Цель работы: Изучить явление преломления света на границе раздела двух сред - воздуха и стекла, и определить зависимость угла преломления от угла падения.
Оборудование:
- Источник света (лазер, лампа или светодиод).
- Прозрачная пластина из стекла.
- Прозрачная подставка для пластины.
- Гониометр или угломер.
- Линейка или миллиметровая бумага.
Методика:
- Установите источник света на прозрачной подставке.
- Расположите пластину из стекла на подставке таким образом, чтобы она была перпендикулярна падающему лучу света.
- Установите гониометр или угломер так, чтобы его ось была параллельна границе пластины.
- Измерьте угол падения светового луча относительно нормали к границе пластины. Запишите значение угла падения.
- Измерьте угол преломления светового луча относительно нормали к границе пластины. Запишите значение угла преломления.
- Повторите шаги 4-5 для нескольких различных углов падения, изменяя положение источника света и пластины.
- Постройте график зависимости угла преломления от угла падения.
- Проанализируйте полученные результаты и сделайте выводы.
Расчеты: Для расчета угла преломления можно использовать закон Снеллиуса, который гласит: n1 * sin(θ1) = n2 * sin(θ2),
где n1 и n2 - показатели преломления первой и второй среды соответственно, θ1 - угол падения, θ2 - угол преломления.
В данной работе первая среда - воздух, а вторая среда - стекло. Показатель преломления воздуха примерно равен 1, а показатель преломления стекла зависит от его типа и состава. Для стекла обычно принимают значение показателя преломления около 1.5.
Пример расчета: Пусть угол падения равен 30 градусам, а показатель преломления стекла равен 1.5. Тогда, используя закон Снеллиуса, можно рассчитать угол преломления: 1 * sin(30) = 1.5 * sin(θ2), sin(θ2) = (1 * sin(30)) / 1.5, θ2 = arcsin((1 * sin(30)) / 1.5).
После расчета угла преломления можно построить график зависимости угла преломления от угла падения.
Выводы: Анализируя полученные результаты и график зависимости угла преломления от угла падения, можно сделать вывод, что угол преломления светового луча на границе "воздух-стекло" зависит от угла падения и показателя преломления стекла. При увеличении угла падения, угол преломления также увеличивается.