光在水与空气有多快?折射实验

在这个项目中,您将使用激光测量折射通过不同的媒体。激光是一个缩写”辐射的受激发射光放大,“简单来说就是你发射光束在一条直线。

问题

光折射不同旅行时如何通过不同的媒体?

材料:

• 张纸
• 铅笔
• 彩色的标志
• 统治者
• 量角器
• 计算器
• 长方形的透明材料至少¼”厚。一些例子包括:
  • 玻璃
  • 有机玻璃
  • 塑料
  • 明胶
  • 玻璃盘装满水
  • 透明的塑料盘子装满水
• 激光指针或激光笔

过程

1. 一张干净的纸折叠一半。
2. 地方的一个测试材料在折叠的纸对象的中心线在褶皱。
3. 跟踪对象的轮廓与铅笔到纸上。
4. 用彩色标记做一小点边缘的表。这就是你将目标激光。这个点应该在相同的边折叠,折叠至少1.5英寸。为什么激光将定位标记的地方吗?
5. 奠定了激光放在桌上或台面和调整光束进入页彩色点你和对象在中心线褶皱。

6. 把灯关掉,如果让它更容易看到激光束。
7. 马克激光束路径的对象有几个点使用铅笔。
8. 使用量角器测量入射角和折射角。记录的数据,一定要包括任何观测。入射角(θ₁)是角距离参考(在这种情况下,中心线褶皱)激光的方法和对象。在这种情况下,媒介是空气。的折射角(θ₂)是角距离参考(在本例中,中线折叠),光通过新媒体:

9. 使用斯涅尔定律,计算光的速度在空中和测试材料。斯涅尔定律:

10. 重复使用不同材料和比较结果。

结果

光将会最快的速度穿过空气。光穿过明胶时将有最慢的速度。

为什么?

光慢下来当通过不同的透明材料。减慢,当它击中一个弯曲媒介材料做的。斯涅尔定律的折射显示发病率和折射角度之间的关系阶段材料的速度。对于这个实验,你的激光束经过一个空气阶段前无论你选择固体的阶段。斯涅尔定律指出,sin发病率之比的折射角度,θ,等于相速度的比值,v。

斯涅尔定律包含的另一个变体折射率,n。前所述斯涅尔定律等于的折射指数的比值的倒数。

折射率是一个无量纲数,或者没有任何单位的数量。无量纲数可以用来比较两个不同的对象在同一参数。折射率描述光穿过介质。

在哪里c光速在真空中(2.99 x 10⁸m / s)和v光速在中你是测量在m / s。

要进一步

尝试添加盐或糖水的容器并再次执行实验。会发生什么呢?是当你固体在液体中溶解速度不同?你也可以尝试其他测量透明液体喜欢明确的苏打水或洗手液。你也可以尝试使用不同形状的对象像棱镜,看看光折射不同。