Как определить показатель преломления стекла

Как определить показатель преломления стекла

УПС, страница пропала с радаров.

*размещая тексты в комментариях ниже, вы автоматически соглашаетесь с пользовательским соглашением

Вам может понравиться Все решебники

Габриелян Остроумов Пономарев

Мерзляк, Номировский, Поляков

Макарычев, Миндюк

Дидакт. материалы

Мерзляк, Полонский, Якир

Рыбченкова

Рыбченкова, Александрова

Алексеев, Николина

©Reshak.ru — сборник решебников для учеников старших и средних классов. Здесь можно найти решебники, ГДЗ, переводы текстов по школьной программе. Практически весь материал, собранный на сайте — авторский с подробными пояснениями профильными специалистами. Вы сможете скачать гдз, решебники, улучшить школьные оценки, повысить знания, получить намного больше свободного времени.

Главная задача сайта: помогать школьникам и родителям в решении домашнего задания. Кроме того, весь материал совершенствуется, добавляются новые сборники решений.

Лаб. 5

Полное отражение света на границе раздела двух сред при переходе света из более плотной оптической среды в менее плотную оптическую среду — угол преломления становится больше угла падения. По мере увеличения угла падения при некотором его значении α = 0, угол преломления составит 90°.

Выводы: Коэффициент преломления стекла постоянен для двух сред, не зависящий от угла падения. При увеличении угла падения смещение луча увеличивается.

17. Суперзадание

Для наблюдения полного отражения нужно постоянно увеличивать угол падения. Для этого мы плавно поворачиваем стеклянную пластинку так, чтобы угол между плоскостью грани, из которой он выходит, и выходящим лучом увеличивался. Постоянно выходящий луч будет параллелен грани, а после небольшого поворота луч исчезнет и появится уже со стороны, где и входящий.

Присоединяйтесь к Telegram-группе @superresheba_11, делитесь своими решениями и пользуйтесь материалами, которые присылают другие участники группы!

Определение показателя преломления стекла

При падении луча на границу сред с разными оптическими свойствами он частично отражается, а частично преломляется. При этом угол падения всегда равен углу отражения , а угол преломления зависит от соотношения показателей преломления сред: . Если n₁ > n₂, то < : лучи 1 – падающий луч, 1″ – преломлённый луч; 1′ – отражённый. [Интенсивность преломлённого луча зависит от угла падения. – Ред.]

При достаточно большом угле падения угол преломления становится равным 90° (лучи 2 и 2″). Это значит, что на границе сред луч 2 будет только отражаться (луч 2′), а интенсивность преломлённого луча станет равной нулю. Это значение угла падения ₀ называется предельным углом внутреннего отражения. При дальнейшем увеличении угла падения лучи тоже будут только отражаться (например, лучи 3 и 3′).

Если взять полуцилиндр из стекла и смотреть через него из положений глаза 1, 2, 3, 4, то лучи 1 и 2 будут преломляться [в воздушную прослойку между стеклом и столом. – Ред.], так что из положений 1, 2 окажется видна линия оси О. Лучи 3 и 4 будут полностью отражаться от нижней грани, так что из положений 3, 4 будет видна вертикально поставленная у края полуцилиндра линейка.

Зная предельный угол преломления и радиус полуцилиндра R, можно рассчитать показатель преломления стекла:

Для луча 3: sin₀ = sin KOA;

По теореме Пифагора, OA = .

1. На листе бумаги чертим толстую линию ОО и перпендикуляр к ней. Торцом вдоль перпендикуляра, симметрично относительно оси ОО, кладём полуцилиндр, а сбоку приставляем к нему линейку (перпендикулярно столу).

2. Через цилиндр рассматриваем линию оси ОО и постепенно смещаем глаз от положения 1 к положениям 2, 3, 4. Когда вместо линии ОО начинаем видеть шкалу линейки, измеряем длину отрезка АВ. Диаметр полуцилиндра измеряем непосредственно линейкой и вычисляем радиус.

Что собой представляет показатель преломления стекла и как его определить с помощью формулы?

Законы физики играют очень важную роль при проведении расчетов для планирования определенной стратегии производства какого-либо товара или при составлении проекта строительства сооружений различного назначения. Многие величины являются расчетными, так что перед стартом работ по планированию производятся измерения и вычисления. Например, показатель преломления стекла равен отношению синуса угла падения к синусу угла преломления.

Так что вначале идет процесс измерения углов, затем вычисляют их синус, а уже только потом можно получить искомое значение. Несмотря на наличие табличных данных, стоит каждый раз проводить дополнительные расчеты, так как в справочниках зачастую используются идеальные условия, которых добиться в реальной жизни практически невозможно. Поэтому на деле показатель обязательно будет отличаться от табличного, а в некоторых ситуациях это имеет принципиальное значение.

Абсолютный показатель

Абсолютный показатель преломления зависит от марки стекла, так как на практике имеется огромное количество вариантов, отличающихся по составу и степени прозрачности. В среднем он составляет 1,5 и колеблется вокруг этого значения на 0,2 в ту или иную сторону. В редких случаях могут быть отклонения от этой цифры.

Опять-таки, если важен точный показатель, то без дополнительных измерений не обойтись. Но и они не дают стопроцентно достоверного результата, так как на итоговое значение будет влиять положение солнца на небосводе и облачность в день измерений. К счастью, в 99,99% случае достаточно просто знать, что показатель преломления такого материала, как стекло больше единицы и меньше двойки, а все остальные десятые и сотые доли не играют роли.

На форумах, которые занимаются помощью в решении задач по физике, часто мелькает вопрос, каков показатель преломления стекла и алмаза? Многие думают, что раз эти два вещества похожи внешне, то и свойства у них должны быть примерно одинаковыми. Но это заблуждение.

Максимальное преломление у стекла будет находиться на уровне около 1,7, в то время как у алмаза этот показатель достигает отметки 2,42. Данный драгоценный камень является одним из немногих материалов на Земле, чей уровень преломления превышает отметку 2. Это связано с его кристаллическим строением и большим уровнем разброса световых лучей. Огранка играет в изменениях табличного значения минимальную роль.

Относительный показатель

Относительный показатель для некоторых сред можно охарактеризовать так:

• — показатель преломления стекла относительно воды составляет примерно 1,18;
• — показатель преломления этго же материала относительно воздуха равен значению 1,5;
• — показатель преломления относительно спирта — 1,1.

Измерения показателя и вычисления относительного значения проводятся по известному алгоритму. Чтобы найти относительный параметр, нужно разделить одно табличное значение на другое. Или же произвести опытные расчеты для двух сред, а потом уже делить полученные данные. Такие операции часто проводятся на лабораторных занятиях по физике.

Определение показателя преломления

Определить показатель преломления стекла на практике довольно сложно, потому что требуются высокоточные приборы для измерения начальных данных. Любая погрешность будет возрастать, так как при вычислении используются сложные формулы, требующие отсутствия ошибок.

Вообще данный коэффициент показывает, во сколько раз замедляется скорость распространения световых лучей при прохождении через определенное препятствие. Поэтому он характерен только для прозрачных материалов. За эталонное значение, то бишь за единицу, взят показатель преломления газов. Это было сделано для того, чтобы можно было отталкиваться от какого-нибудь значения при расчетах.

Если солнечный луч падает на поверхность стекла с показателем преломления, который равен табличному значению, то изменить его можно несколькими способами:

• 1. Поклеить сверху пленку, у которой коэффициент преломления будет выше, чем у стекла. Этот принцип используется в тонировке окон автомобиля, чтобы улучшить комфорт пассажиров и позволить водителю более четко наблюдать за дорожной обстановкой. Также пленка будет сдерживать и ультрафиолетовое излучение.
• 2. Покрасить стекло краской. Так поступают производители дешевых солнцезащитных очков, но стоит учесть, что это может быть вредно для зрения. В хороших моделях стекла сразу производятся цветными по специальной технологии.
• 3. Погрузить стекло в какую-либо жидкость. Это полезно исключительно для опытов.

Если луч света переходит из стекла, то показатель преломления на следующем материале рассчитывается при помощи использования относительного коэффициента, который можно получить, сопоставив между собой табличные значения. Эти вычисления очень важны при проектировке оптических систем, которые несут практическую или экспериментальную нагрузку. Ошибки здесь недопустимы, потому что они приведут к неправильной работе всего прибора, и тогда любые полученные с его помощью данные будут бесполезны.

Чтобы определить скорость света в стекле с показателем преломления, нужно абсолютное значение скорости в вакууме разделить на величину преломления. Вакуум используется в качестве эталонной среды, потому что там не действует преломление из-за отсутствия каких-либо веществ, которые могли бы мешать беспрепятственному движению световых лучей по заданной траектории.

В любых расчетных показателях скорость будет меньше, чем в эталонной среде, так как коэффициент преломления всегда больше единицы.