Sadržaj
Kad zrake svjetlosti prelaze iz zraka u vodu, one se savijaju, jer se indeks loma zraka razlikuje od indeksa loma vode. Drugim riječima, svjetlosne zrake putuju zrakom drugačijom brzinom nego u vodi. Snellsov zakon opisuje ovaj fenomen, pružajući matematički odnos između kuta upadanja svjetlosnih zraka u odnosu na okomitu liniju koja teče kroz vodu, indeksa loma oba materijala kroz koja svjetlost putuje, i kuta loma pod kojim svjetlost putuje kroz vodu ,
Što je veći indeks loma, svjetlost se savija više. Voda šećera gušća je od obične vode, tako da voda od šećera ima veći indeks loma od obične vode. Ovdje ćemo upotrijebiti fiziku loma za mjerenje sadržaja šećera u vodi.
Napravite šuplju prizmu s kliznih mikroskopa
Upotrijebite epoksid za lijepljenje rubova četiri tobogana za mikroskop kako biste napravili pravokutnu prizmu.
Postavite prizmu na vrh petog pravokutnog klizača mikroskopa i zalijepite prizmu na kliznik pomoću epoksida.
Ostavite da se epoksid stavi preko noći.
Izmjerite indeks loma šećerne vode
Postavite za eksperimentiranje. Pokrijte zid papirom za označavanje. Postavite laserski pokazivač tako da njegova zraka bude okomita na zid. Fiksirajte laserski pokazivač na mjestu i povremeno ga provjeravajte kako bi osiguralo da njegova zraka snopa stalno pada na isto mjesto prilikom prolaska kroz zrak.
Laserski snop usmjerite okomito kroz prizmu kad je prazan. Kad je prizma prazna, snop se ne smije preusmjeriti. Označite mjesto gdje se laserski zrak udari o zid. Ispod lasera stavite komad papira i označite točku na kojoj je snop ušao u prizmu (dvije točke, zajedno, trebale bi činiti ravnu liniju).
Prizmu napunite tekućinom. Usmjerite lasersku zraku kroz prizmu napunjenu tekućinom. Greda će udariti u zid nekoliko udaljeno od izvorne oznake. Označi snop. Izmjerite udaljenost između ta dva mjesta, udaljenost A. Izmjerite udaljenost od prizme do zida, udaljenost B.
S dvije udaljenosti koje ste izmjerili u koraku 3, možete izračunati kut pod kojim je greda udarila u zid - drugim riječima, njegov kut loma nakon prolaska kroz prizmu. Izračunajte ovaj kut pronalaženjem obrnute tangente od (udaljenost A podijeljena s udaljenošću B).
Za određivanje indeksa loma vaše tekućine koristite zakon Snells, zajedno s kutom koji ste izračunali u koraku 4. Prema Snellsovom zakonu, relativni indeks loma dva materijala, ili n2 / n1 (n2 = indeks loma drugog materijala, n1 = indeks loma prvog materijala), jednak je sinusu kuta upada, podijeljeno sineusom kuta refrakcije. Laserski pokazivač ciljate okomito na prizmu, pa vam je upadni kut 90. Izračunali ste svoj kut loma u koraku 4. I na kraju, indeks loma zraka (n1) je 1.0003.
Stvorite 1, 5 posto, 10 posto i 50 posto otopine šećera. Ponovite korake 3 do 5 kako biste odredili njihove indekse loma. Grafirajte koncentraciju šećera prema kutu refrakcije. Usporedite svoje indekse loma za poznate koncentracije s indeksom loma koji ste izračunali u koraku 5. Procijenite koncentraciju šećera za vašu nepoznatu otopinu.