Tartalom
- Készítsen üreges prizmát a mikroszkóp tárgylemezéből
- Mérjük meg a cukorvíz refrakciós mutatóját
- figyelmeztetések
Amikor a fény sugarai átjutnak a levegőből a vízbe, meghajlanak, mert a levegő törésmutatója különbözik a víz törésmutatójától. Más szavakkal: a fénysugarak a levegőben más sebességgel haladnak, mint a vízben. A Snells-törvény ezt a jelenséget írja le, és matematikai kapcsolatot biztosít a vízen áthaladó merőleges vonalhoz viszonyított fény sugarai beesési szöge, mindkét anyag törésmutatója és a fény áthaladási szöge között, amelyen a fény áthalad a vízen. .
Minél nagyobb a törésmutató, annál jobban hajlik a fény. A cukorvíz sűrűbb, mint a sima víz, tehát a cukorvíz nagyobb törésmutatóval rendelkezik, mint a sima víz. Itt a fénytörés fizikáját fogjuk használni a víz cukortartalmának mérésére.
Készítsen üreges prizmát a mikroszkóp tárgylemezéből
Epoxiddal ragasztja össze a négy mikroszkóp diája széleit téglalap alakú prizma elkészítéséhez.
Helyezze a prizmát egy ötödik négyszögletes mikroszkóp tárgylemez tetejére, és ragasztja a prizmát a lemezen epoxid segítségével.
Hagyja az epoxi-t egy éjszakán át állni.
Mérjük meg a cukorvíz refrakciós mutatóját
Állítsa be a kísérletezésre. Fedje le a falat papírral, hogy rajta legyen jelölés. Állítsa be a lézermutatót úgy, hogy annak sugara merőleges legyen a falra. Rögzítse a lézermutatót a helyén, és ellenőrizze rendszeresen, hogy a sugár következetesen elérje ugyanazt a pontot, amikor a levegőn áthalad.
Irányítsa a lézernyalábot merőlegesen a prizmára, amikor üres. Ha a prizma üres, a sugárt nem szabad elterelni. Jelölje meg azt a helyet, ahol a lézersugár a falra csap. Helyezzen egy darab papírt a lézer alá, és jelölje meg azt a pontot, amelyen a sugár bejutott a prizmába (a két foltnak együttesen egyenes vonalnak kell lennie).
Töltse fel a prizmát folyadékkal. Irányítsa a lézernyalábot a folyadékkal töltött prizmán keresztül. A fénysugár az eredeti jelöléstől bizonyos távolságban eléri a falat. Jelölje meg a gerendát. Mérje meg a két pont közötti távolságot, az A távolságot. Mérje meg a prizma és a fal közötti távolságot, a B távolságot.
A 3. lépésben mért két távolság segítségével kiszámolhatja azt a szöget, amelyen a gerenda megérkezett a falhoz, vagyis a refrakciós szögét, miután áthaladt a prizmán. Számítsa ki ezt a szöget az (A távolság osztva a B távolsággal) inverz érintőjével.
Használja a Snells törvényt és a 4. lépésben kiszámított szöget, hogy meghatározza folyadék törésmutatóját. Snells törvénye szerint a két anyag relatív törésmutatója, vagy n2 / n1 (n2 = a második anyag törésmutatója, n1 = az elsõ anyag refrakciós indexe) megegyezik a beesési szög szinuszával, osztva a törés szögének szinuszával. A lézermutatóját a prizmára merőlegesen állítja, így a beesési szöge 90. A refrakciós szöget a 4. lépésben számította ki. És végül: a levegő törésmutatója (n1) 1,0003.
Készítsen 1, 5, 10 és 50 százalékos cukoroldatot. Ismételje meg a 3–5. Lépéseket a törésmutatójának meghatározására. Ábrázolja a cukorkoncentrációt a refrakciós szög függvényében. Hasonlítsa össze az ismert koncentrációk törésmutatóit az 5. lépésben kiszámított törésmutatóval. Becsülje meg az ismeretlen oldat cukorkoncentrációját.