Определение показателя преломления по закону преломления
Измеряйте угол падения в воздухе θ₁ и угол преломления в стекле θ₂. По закону преломления n₁ sin θ₁ = n₂ sin θ₂ (n₁ = 1) линейная аппроксимация sin θ₂ от sin θ₁ даёт наклон 1/n₂.
Цель работы
Определить показатель преломления стекла n₂ по нескольким углам падения: наклон графика sin θ₂(sin θ₁) равен 1/n₂.
Оборудование
- Граница воздух–стекло
- Транспортир (модель)
Эксперимент
Теория
Закон преломления: n₁ sin θ₁ = n₂ sin θ₂. При n₁ = 1 (воздух) sin θ₂ = (1/n₂) sin θ₁ — прямая через начало координат в плоскости (sin θ₁, sin θ₂) с наклоном 1/n₂.
Ход работы
- Меняйте угол падения ползунком; записывайте пары (θ₁, θ₂) в градусах (небольшой шум транспортира).
- Повторите не менее чем для 6 разных углов, равномерно по доступному диапазону.
- В таблице считаются sin θ₁ и sin θ₂. Проверьте линейную аппроксимацию sin θ₂(sin θ₁).
- Вычислите n₂ = 1/наклон (n₁ = 1).
- Сравните с эталонным показателем преломления стекла и сформулируйте вывод.
Вывод
Найденный показатель преломления согласуется с моделью стекла в пределах допуска. Основные погрешности: отсчёт углов и идеализация плоской границы без рассеяния.