Brechungsindex nach dem Brechungsgesetz
Messen Sie den Einfallswinkel in Luft θ₁ und den Brechungswinkel in Glas θ₂. Nach dem Brechungsgesetz n₁ sin θ₁ = n₂ sin θ₂ (n₁ = 1) liefert die lineare Ausgleichsgerade sin θ₂ von sin θ₁ die Steigung 1/n₂.
Ziel des Versuchs
Den Brechungsindex von Glas n₂ aus mehreren Einfallswinkeln bestimmen: die Steigung des Graphen sin θ₂(sin θ₁) ist 1/n₂.
Geräte
- Grenzfläche Luft–Glas
- Winkelmesser (Modell)
Versuch
Theorie
Brechungsgesetz: n₁ sin θ₁ = n₂ sin θ₂. Mit n₁ = 1 (Luft) gilt sin θ₂ = (1/n₂) sin θ₁ — eine Gerade durch den Ursprung in der Ebene (sin θ₁, sin θ₂) mit der Steigung 1/n₂.
Durchführung
- Ändern Sie den Einfallswinkel am Regler; notieren Sie Paare (θ₁, θ₂) in Grad (kleines Rauschen des Winkelmessers).
- Wiederholen Sie das für mindestens 6 verschiedene Winkel, gleichmäßig über den verfügbaren Bereich verteilt.
- In der Tabelle werden sin θ₁ und sin θ₂ berechnet. Prüfen Sie die lineare Ausgleichsgerade sin θ₂(sin θ₁).
- Berechnen Sie n₂ = 1/Steigung (n₁ = 1).
- Vergleichen Sie mit dem Referenz-Brechungsindex von Glas und formulieren Sie die Schlussfolgerung.
Schlussfolgerung
Der bestimmte Brechungsindex stimmt mit dem Glasmodell innerhalb der Toleranz überein. Fehlerquellen: Winkelablesung und die Idealisierung einer ebenen Grenze ohne Streuung.