Vsebina
Ko svetlobni žarki prehajajo iz zraka v vodo, se upognejo, ker je indeks loma zraka drugačen od indeksa loma vode. Z drugimi besedami, svetlobni žarki potujejo v zraku z drugačno hitrostjo kot v vodi. Zakon Snells opisuje ta pojav, ki zagotavlja matematično razmerje med vpadnim svetlobnim žarkom glede na pravokotno črto, ki teče skozi vodo, indeks loma obeh materialov, skozi katere svetloba potuje, in kot loma, pod katerim svetloba potuje skozi vodo .
Večji kot je indeks loma, bolj se svetloba upogne. Sladkorna voda je gostejša od navadne vode, zato ima sladkorna voda višji indeks loma kot navadna voda. Tu bomo uporabili fiziko loma za merjenje vsebnosti sladkorja v vodi.
Naredite votlo prizmo iz diapozitivov mikroskopa
Z epoksidom lepite robove štirih diapozitivov mikroskopa, da naredite pravokotno prizmo.
Prizmo postavite na peto drsnik pravokotnega mikroskopa in prilepite prizmo na drsnik z epoksidom.
Pustite, da se epoksid nastavi čez noč.
Izmerite indeks loma sladkorne vode
Nastavite se za eksperimentiranje. Pokrijte steno s papirjem, da boste oznake na njej. Laserski kazalec nastavite tako, da je njegov žarek pravokoten na steno. Laserski kazalec pritrdite na mesto in ga občasno preverite, da zagotovite, da njegov žarek pri prehodu skozi zrak dosledno zadene isto mesto.
Laserski žarek usmerite pravokotno skozi prizmo, ko je prazen. Ko je prizma prazna, se žarek ne sme preusmeriti. Označite mesto, kjer laserski žarek zadene na steno. Pod laser postavite kos papirja in označite točko, na kateri je žarek vstopil v prizmo (obe piki, skupaj, naj tvorita ravno črto).
Prizmo napolnite s tekočino. Laserski žarek usmerite skozi prizmo, napolnjeno s tekočino. Žarek bo udaril v steno nekaj oddaljene od prvotne oznake. Označi snop Izmerite razdaljo med tema dvema točkama, razdaljo A. Izmerite razdaljo od prizme do stene, razdaljo B.
Z dvema razdaljama, ki ste ju izmerili v 3. koraku, lahko izračunate kot, pod katerim je žarek udaril v steno - z drugimi besedami, njegov kot loma po prehodu skozi prizmo. Izračunajte ta kot, tako da najdete obratno tangento (razdalja A, deljeno z razdaljo B).
Za določitev indeksa loma tekočine uporabite zakon Snells skupaj s kotom, ki ste ga izračunali v 4. koraku. Po Snellsovem zakonu je relativni indeks loma dveh materialov ali n2 / n1 (n2 = indeks loma drugega materiala, n1 = indeks loma prvega materiala) enak sinusu vpadnega kota, deljeno s sinusom kota loma. Laserski kazalec usmerite pravokotno na prizmo, zato je vaš vpadni kot 90. Izračunali ste kot loma v koraku 4. In končno je indeks loma zraka (n1) 1.0003.
Ustvarite 1-odstotno, 5-odstotno, 10-odstotno in 50-odstotno raztopino sladkorja. Ponovite korake 3 do 5, da določite njihove indekse loma. Grafirajte koncentracijo sladkorja glede na kot loma. Primerjajte svoje indekse loma za znane koncentracije z indeksom loma, ki ste jih izračunali v koraku 5. Ocenite koncentracijo sladkorja za neznano raztopino.