Клас_______ Прізвище та ім’я ______________________________ Дата _________
ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА РОБОТА № 5
Тема. Дослідження заломлення світла
Мета: дослідити заломлення світла на межі «скло – повітря», визначити показник заломлення скла відносно повітря.
Обладнання: інтерактивна симуляція PhET (транспортир, джерело світла, прозорі середовища).
Хід роботи
Підготовка до експерименту
1. Проведіть пряму або лінію, яка символізує межу поділу двох середовищ. Проведіть під довільним кутом падаючий промінь. Із точки падіння променя встановіть
перпендикуляр до межі поділу двох середовищ та позначте кут падіння. Накресліть
заломлений промінь із врахуванням того, що світло переходить із середовища менш оптично густого в більш оптично густе та позначте кут заломлення.
2. Запишіть закони заломлення світла.
3. Запишіть формули для визначення відносного показника заломлення.
4. Перейдіть за посиланням або QR-кодом та натисніть кнопку
Початок: https://phet.colorado.edu/sims/html/bending-light/latest/bending- light_uk.html
Експеримент
Результати вимірювань і обчислень відразу заносьте до таблиці.
1. Встановіть наступні параметри: Середовище 1 – Повітря, Середовище 2 – Скло.
2. Із панелі інструментів перетягніть транспортир та розмістить так як показано на рисунку. Увімкніть джерело світла.
3. За допомогою транспортира виміряйте кут падіння та кут заломлення.
4. Повторіть дії ще кілька разів, установлюючи джерело світла під різними
кутами до скла.
№
Кут падіння
, градус
Кут заломлення
γ, градус sin sin γ
Показник заломлення
Похибка експерименту
Результат
𝑛 = 𝑛
сер
± ∆𝑛
𝑛
𝑛
сер
ε, %
∆𝑛
1 2
3 4
Опрацювання результатів експерименту
1. Для кожного досліду визначте𝐬𝐢𝐧 , 𝐬𝐢𝐧 𝛄 використовуючи таблицю Брадіса або калькулятор
і запишіть ці значення у таблицю.
2. Для кожного досліду визначте показник заломлення скла відносно повітря і запишіть ці значення у таблицю:
𝑛 =
sin
sin γ
3. Визначте середнє значення показника заломлення і запишіть це значення у таблицю:
𝑛
сер
=
𝑛
1
+ 𝑛
2
+ 𝑛
3
+ 𝑛
4 4
4. Оцініть відносну й абсолютну похибки експерименту, порівнявши отриманий результат 𝑛
сер
із табличним. Показник заломлення скла відносно повітря
𝑛
табл
= 1,5.
ε = |1 −
𝑛
сер
𝑛
табл
| ; ∆𝑛 = 𝑛
сер
∙ ε
5. Округліть результати вимірювання показник заломлення скла відносно повітря, скориставшись правилами округлення (абсолютну похибку завжди округлюють до однієї значущої цифри із завищенням, а результат вимірювання – до величини розряду, що залишився в абсолютній похибці після округлення), і подайте результати у вигляді:
𝑛 = 𝑛
сер
± ∆𝑛
Аналіз експерименту та його результатів
Проаналізуйте експеримент і його результати. Сформулюйте висновок, у якому зазначте: 1) яку фізичну величину ви визначали; 2) який результат отримали; 3) чи залежить значення отриманої величини від кута падіння світла; 4) у чому причини можливої похибки експерименту.
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
Контрольні запитання
1. На малюнках показано хід променів через чорні скрині. В якій скрині міститься плоскопаралельна пластина? а) б) в) г) д)
2. Показник заломлення світла в речовині дорівнює 1,5. Яка швидкість світла в цій речовині?
3. На який кут відхилиться світловий промінь від початкового напрямку при переході з повітря у скло (𝑛
скла
= 1,5), якщо кут падіння променя дорівнює 60°.
Творче завдання
Скориставшись попередньою симуляцією, продумайте і запишіть план проведення експерименту з визначення граничного кута повного внутрішнього відбивання для межі поділу середовищ: вода-повітря. Проведіть експеримент, проаналізуйте результат, сформулюйте висновок.