Измерение показателя преломления стекла с булавками

Лабораторная работа №16 «Определение показателя преломления стекла»

Цель работы:определить показатель преломления стекла с помощью плоскопараллельной пластинки.

Оборудование:плоскопараллельная пластинка, булавки, линейка, транспортир.

Теория:

Известно, что скорость света в веществе υ всегда меньше скорости света в вакууме c.

Отношение скорости света в вакууме c к ее скорости в данной среде υ называется абсолютным показателем преломления:

Словосочетание «абсолютный показатель преломления среды» часто заменяют «показатель преломления среды».

1. Отношение синуса угла падения α к синусу угла преломления γ есть величина постоянная для двух данных сред

2. лучи, падающий и преломленный, лежат в одной плоскости с перпендикуляром, проведенным в точке падения луча к плоскости границы раздела двух сред.

Для преломления выполняется принцип обратимости световых лучей: луч света, распространяющийся по пути преломленного луча, преломившись в точке O на границе раздела сред, распространяется дальше по пути падающего луча. Из закона преломления следует, что если вторая среда оптически более плотная через первая среда,

Из закона преломления следует, что если вторая среда оптически более плотная через первая среда, то (рис.1)

если (рис. 2)

(рис.1) (рис. 2)

После прохождения через стеклянную плоскопараллельную пластинку луч света смещается, однако его направление остается прежним. Анализируя ход луча света, можно с помощью геометрических построений определить показатель преломления стекла , где и — соответственно угол падения и угол преломления светового луча.

Ход работы:

1. Положите на стол лист картона, а на него – стеклянную пластинку.

2. Воткните в картон по одну сторону пластинки две булавки – 1 и 2 так, чтобы булавка 2 касалась грани пластинки. Они будут отмечать направление падающего луча.

3. Глядя сквозь пластинку, воткните третью булавку так, чтобы смотреть сквозь пластинку, она закрывала первые две. При этом третья булавка тоже должна касаться пластины.

4. Уберите булавки, обведите пластину карандашом и в местах проколов листа картона булавками поставьте точки.

5. Начертите падающий луч 1-2, преломленный луч 2-3, а также перпендикуляр к границе пластинки.

6. Отметьте на лучах точки А и В такие, что ОА=ОВ. Из точек А и В опустите перпендикуляры АС и ВD на перпендикуляр к границе пластинки.

7. Измерив АС и ВD, вычислите показатель преломления стекла, используя формулы:

; ; ;

8. Повторите опыт и расчеты, изменив угол падения .

9. Результаты измерений и вычислений запишите в таблицу:

№ опыта

АС, мм

ВD, мм

n

10. Сделайте вывод.

Требование к отчету:

6. Ответы на вопросы и решение задач.

Контрольные вопросы:

1. Определите, на какой угол отклонится световой луч от своего первоначального направления при переходе из воздуха в воду, если угол падения α = 75°.

2. Физический смысл абсолютного показателя преломления.

3. Что такое явление полного внутреннего отражения?

4. Где используется явление полного внутреннего отражения?

5. В дно водоёма глубиной 1,5 м вбита свая, которая выступает из воды на 30 см. Найти длину тени от сваи на дне водоема при угле падения солнечных лучей 45 0 .

Источник

Лабораторная работа №3. «Измерение показателя преломления стекла»

Урок 24. Физика 11 класс

Конспект урока «Лабораторная работа №3. «Измерение показателя преломления стекла»»

«Мало знать — надо уметь применять»

В предыдущей теме говорилось о явлении преломления света, а также вывели один из основных законов распространения света: закон преломления.

Преломление — это изменение направления распространения света, возникающее на границе раздела двух прозрачных сред или в толще среды с непрерывно изменяющимися свойствами.

Закон преломления света гласит, что луч падающий, луч преломленный и перпендикуляр, восставленный в точке падения луча к границе раздела двух сред, лежат в одной плоскости. Отношение же синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для данных двух сред, не зависящая от угла падения.

Как известно, любой постигнутый закон человек стремится использовать на практике.

Цель лабораторной работы: наблюдение преломления света на границе раздела сред воздух — стекло, а также измерение показателя преломления стекла.

Оборудование: источник электропитания, лампа, ключ, соединительные провода, экран со щелью, плоскопараллельная стеклянная пластина в форме трапеции, лист бумаги, линейка и карандаш.

Перед выполнением лабораторной работы необходимо произвести небольшую подготовку.

Так как будет определяться показатель преломления стекла относительно воздуха, то закон преломления света будет иметь вид:

где a — это угол падения пучка света на грань пластинки, b — угол преломления светового пучка в стеклянной пластине.

Для того, чтобы определить отношение синусов, поступают следующим образом. В самом начале, пластину необходимо разместить на листе бумаги и с помощью карандаша обвести ее малую и большую грани. Затем, не смещая пластины, на ее малую грань необходимо направить узкий световой пучок под любым углом к грани. После этого, вдоль падающего на пластину и вышедшего из нее световых пучков, карандашом проставляются 4 точки.

Сняв пластину с листа бумаги, с помощью линейки прочерчивают входящий, преломленный и выходящий лучи. Затем, через точку раздела двух сред — воздух-стекло — опускается перпендикуляр к границе раздела и отмечаются углы падения и преломления. После этого, с помощью циркуля, рисуется окружность произвольного радиуса с центром в точке раздела двух сред воздух-стекло, и строятся два прямоугольных треугольника, например, ABE и CBD.

Тогда, исходя из определения синуса угла, можно записать, что

Длины отрезков АЕ и DC, стоящих в формуле, измеряют при помощи линейки с миллиметровыми делениями. Их значения подставляются в расчетную формулу и высчитывают показатель преломления стекла.

Если в кабинете не хватает оборудования, то можно воспользоваться булавками. Для этого нужно на стол положить кусок поролона, для того чтобы было удобнее воткнуть булавки, и накрыть его белым листом бумаги. Сверху, на него, положить плоскопараллельную стеклянную пластину и, как и в предыдущем случае, обвести карандашом ее малую и большую грани. Затем возле малой грани воткнем первую булавку, вторую булавку воткнем под некоторым углом к первой, но так, чтобы у нас был ярко выраженный угол падения. Наблюдая за двумя булавками через большую грань, найдем точку расположения третьей булавки, чтобы первая и вторая загораживали друг друга. Снимаем оборудование и с помощью линейки достраиваем падающий и преломленный лучи, а также перпендикуляр к точке падения луча на пластину. Далее все делается точно так же, как и в выше описанном нами способе.

А теперь приступим непосредственно к работе.

Для удобства записей результатов измерений и вычислений составим следующую таблицу.

Ход выполнения работы:

1. Установите источник света на столе. В окно прибора вставьте рамку со щелью так, чтобы щель располагалась вертикально.

2. Соберите электрическую цепь, присоединив лампочку к источнику постоянного тока через выключатель. Замкните цепь и получите яркую, тонкую полосу света на бумаге — световой луч.

3. Наблюдайте явление преломления света при различных углах паления, а затем зафиксируйте ход лучей.

4. Выполните построения в соответствии с рисунком и измерьте длины отрезков АЕ и DC Результаты измерений занесите в таблицу.

5. По формуле рассчитайте значение показателя преломления стекла и занесите его в таблицу.

6. Проделайте данный эксперимент еще не менее двух раз, меняя угол падения луча на пластинку, не забывая заносить все полученные данные в таблицу.

7. После проделанной работы рассчитайте абсолютные погрешности измерения отрезков.

8. Далее вычислите относительную и абсолютную погрешности измерения показателя преломления стекла.

9. Сравните результаты, полученные по формулам, и сделайте вывод о зависимости или независимости показателя преломления от угла падения светового луча.

1. От чего зависит показатель преломления вещества?

2. В чем заключается явление полного отражения света на границе раздела двух сред?

3. Запишите формулу для вычисления скорости света в веществе с показателем преломления n.

Попробуйте, используя стеклянную пластинку, наблюдать явление полного отражения. Запишите, как вы осуществляли этот эксперимент.

Источник

План урока по физике на тему «Лабораторная работа: Измерение показателя преломления стекла»

Тема урока: Лабораторная работа « Измерение показателя преломления стекла». Цели урока:

Ø Закрепить основные понятия по теме;

Ø Научить измерять показатель преломления стекла;

Ø Формировать умения выстраивать работу в мини-группах;

Ø Умение выполнять работу в диалоговом режиме;

Ø Развивать умения выделять главное;

Ø Развивать коммуникативные умения;

Ø Развивать умения делать выводы.

Тип урока: комбинированный.

Вид урока: практикум.

Ø Наглядный (использование технических средств);

Ø Словесный (сообщения студентов, инструктаж);

Ø Практический (выполнение лабораторной работы)

Межпредметные связи: химия, геометрия, строительные материалы.

Внутрипредметные связи: закон преломления света.

Материально-техническое и дидактическое оснащение урока:

Ø Конспект урока;

Ø Методические указания к выполнению лабораторных работ;

Ø Стеклянные пластинки, иголки, картон, линейка;

Ø ПК, интерактивная доска, мультимедиа проектор, презентация.

Источники информации: (литература, периодические издания, справочники, интернет-ресурсы):

Ø Касьянов В.А. Физика 11 кл. учебник для общеобразовательных учебных заведений – М, 2005

Ø Рымкевич А.П. Задачник: Учебное пособие.-М.;Дрофа. 2014

Ø Интернет ресурсы.

1. Организационный момент.

2. Актуализация знаний.

3. Проверка домашнего задания.

4. Самостоятельная работа студентов.

6. Подведение итогов.

7. Задание на дом.

• постановку цели , которая должна быть достигнута учащимися на данном этапе урока ( что должно быть сделано учащимися , чтобы их дальнейшая работа на уроке была эффективной );

• определение целей и задач , которых преподаватель хочет достичь на данном этапе урока ;

• описание методов организации работы учащихся на начальном этапе урока , настроя учеников на учебную деятельность , предмет и тему урока ( с учетом реальных особенностей класса , с которым работает педагог )

Цели для преподавателя

• создать условия для включения студентов в учебную деятельность;

• способствовать повышению мотивации студентов;

• создание доброжелательной обстановки;

• объяснение плана урока;

• проверка готовности к уроку;

• объяснение критериев оценки деятельности студентов.

Цели для студентов:

• включится в учебную деятельность;

• понять план урока;

• понять критерии оценки деятельности;

• определение целей , которые учитель ставит перед учениками на данном этапе урока ( какой результат должен быть достигнут учащимися );

• определение целей и задач , которых учитель хочет достичь на данном этапе урока ;

• описание методов , способствующих решению поставленных целей и задач ;

• описание критериев достижения целей и задач данного этапа урока ;

• определение возможных действий педагога в случае , если ему или учащимся не удается достичь поставленных целей ;

• описание методов организации совместной деятельности учащихся с учетом особенностей класса , с которым работает педагог ;

• описание методов мотивирования ( стимулирования ) учебной активности учащихся в ходе опроса ;

• описание методов и критериев оценивания ответов учащихся в ходе опроса .

Цели для преподавателя:

• установить уровень усвоения знаний, умений;

• определить пробелы в знаниях;

• стимулировать активность студентов;

• организовать проверку знаний основных определений по теме.

Цели для студентов:

• вспомнить основные определения и вопросы по теме.

Проверка домашнего задания.

• определение целей , которые учитель ставит перед учениками на данном этапе урока ( какой результат должен быть достигнут учащимися );

• определение целей и задач , которых учитель хочет достичь на данном этапе урока ;

• описание методов , способствующих решению поставленных целей и задач ;

• описание критериев достижения целей и задач данного этапа урока ;

• определение возможных действий педагога в случае , если ему или учащимся не удается достичь поставленных целей ;

• описание методов организации совместной деятельности учащихся с учетом особенностей класса , с которым работает педагог ;

• описание методов мотивирования ( стимулирования ) учебной активности учащихся в ходе опроса ;

• описание методов и критериев оценивания ответов учащихся в ходе опроса .

Цели для преподавателя:

• стимулировать активность студентов;

• создание доброжелательной обстановки;

• организовать активные самостоятельные действия студентов.

Цели для студентов:

Самостоятельная работа студентов.

• постановку целей самостоятельной работы для учащихся (что должны сделать учащиеся в ходе выполнения лабораторной работы);

• определение целей, которые хочет достичь учитель, при выполнении лабораторной работы;

• определение и разъяснение учащимся критериев успешного выполнения лабораторной работы. .

Цели для преподавателя:

• обеспечить объяснения процесса выполнения лабораторной работы;

• обеспечить восприятие, осмысление хода выполнения лабораторной работы;

• изложить этапы выполнения работы;

• обеспечить понимания планируемого результата деятельности;

• организовать работу студентов по выполнению работы.

Цели для студентов:

• изучить ход выполнения лабораторной работы.

• сделать отчет о проделанной работе;

• постановку целей для самостоятельного анализа учащимися своей работы на уроке;

• определение целей, которые хочет достичь учитель, задавая вопросы для рефлексии;

• определение и разъяснение учащимся критериев успешного выполнения данного задания

Цели для преподавателя:

• оценить адекватность самооценки студентов оценке преподавателя.

• определить вопросы для рефлексии.

Цели для студентов:

• проанализировать собственную учебную деятельность на уроке.

• ответить на поставленные задачи.

Анализ и оценка педагогом работы учащихся на уроке

Выставление отметок за урок

Цели для преподавателя:

• провести анализ успешности достижения цели урока.

• дать заключение проведенному уроку;

• выставить отметки студентам.

Цели для студентов:

• иметь собственную оценку своей учебной деятельности.

• выявить, что получилось и что не получилось на уроке.

• постановку целей самостоятельной работы для учащихся (что должны сделать учащиеся в ходе выполнения домашнего задания);

• определение целей, которые хочет достичь учитель, задавая задание на дом;

• определение и разъяснение учащимся критериев успешного выполнения домашнего задания .

Цели для преподавателя:

• поставить цели домашней работы;

• способствовать повышению мотивации учения.

• определить содержание и объем домашнего задания.

Цели для студентов:

• понять содержание домашнего задания.

• понять суть домашнего задания;

• записать домашнее задание.

Материалы для урока.

На предыдущем уроке мы с вами изучили законы распространения света. Ответьте на вопросы:

1. Возможен ли переход из одной среды в другую без преломления.

2. Почему предметы, находящиеся на дне водоёма, кажутся колеблющимися при порыве ветра?

3. Почему видимое положение звезд не совпадает с его истинным положением?

4. Днем в пустынях иногда наблюдается мираж – наблюдатель видит вдали поверхность водоёма. Почему?

5. Почему в солнечный день не следует поливать водой листья растений?

Проверка домашнего задания: выступление студентов с сообщениями по темам:

• Легенда о стекле.

• Применение стекла в строительстве.

Лабораторная работа №9.

«Определение показателя преломления стекла.»

Цель работы: определить показатель преломления стекла с помощью плоскопараллельной пластинки.

Оборудование: плоскопараллельная пластинка, булавки, линейка, транспортир

1. Положите на стол лист картона, а на него – стеклянную пластинку.
2. Воткните в картон по одну сторону пластинки две булавки – 1 и 2 так, чтобы булавка 2 касалась грани пластинки. Они будут отмечать направление падающего луча.
3. Глядя сквозь пластинку, воткните третью булавку так, чтобы смотреть сквозь пластинку, она закрывала первые две. При этом третья булавка тоже должна касаться пластины.
4. Уберите булавки, обведите пластину карандашом и в местах проколов листа картона булавками поставьте точки.
5. Начертите падающий луч 1-2, преломленный луч 2-3, а также перпендикуляр к границе пластинки.
6. Отметьте на лучах точки А и В такие, что ОА=ОВ. Из точек А и В опустите перпендикуляры АС и В D на перпендикуляр к границе пластинки.

1. Измерив АС и В D , вычислите показатель преломления стекла, используя формулы:

; ; ;

Источник