Незважаючи на те, що потрібну інформацію можна знайти в будь-якому довіднику, студентам і школярам часто наводяться методики визначення показника заломлення скла. Робиться це тому, що розрахунок значення вкрай наочний і простий для пояснення фізичних процесів.
Інструкція
1. Формально показник заломлення є умовною величиною, що характеризує здатність матеріалу змінювати кут падіння променя. Тому найбільш простим і очевидним способом визначення n є експеримент з променем світла.
2. N визначається за допомогою установки, що складається з джерела світла, лінзи, призми (або звичайного скла) та екрану. Світло, що проходить через лінзу, фокусується і падає на ламаючу поверхню, після чого відбивається на екран, попередньо розмічений особливим чином: на площині намальована лінійка, що відраховує кут заломлення відносно вихідного променя.
3. Головною формулою для знаходження n завжди є ставлення sin (a )/sin (b) = n2/n1, де a і b - кути падіння і заломлення, а n2 і n1 - показники заломлення середовищ. Показник переломлення повітря, для зручності приймається рівною одиниці, а тому рівняння може прийняти вид n2 = sin (a )/sin (b). У дане рівняння необхідно підставити експериментальні значення з попереднього пункту.
4. Некоректно говорити про єдине значення кута заломлення речовини. Відомо : залежність n від довжини хвилі (L). Якщо говорити про видимий діапазон, то залежність має форму графіка e ^ (-x) (зворотна експоненціальною), де по осі x відкладена довжина хвилі, а по y - показник заломлення. Чим менше довжина хвилі, тим показник заломлення більший.явищедисперсії
5. Сонячне світло складається з набору хвиль з різними довжинами. Очевидно, що кожна з них має власне значення n. У другому кроці замість скла спочатку вказана призма, оскільки вона дозволяє значно збільшити переломлення, зробивши його більш наочним. Однак при такому збільшенні проявляється розкладання світла в спектр: на екрані буде проектуватися невелика веселка.
6. Кожен колір "веселки" - електромагнітна хвиля певної довжини (380-700 нм). Червоний колір володіє меншою довжиною хвилі, в той час як фіолетовий - найбільшою.
7. Математичний висновок дисперсії оперує досить складними формулами. Ідея полягає в тому, що n = (E * M) ^ (-1/2). M можна прийняти рівним 1, а E розписати як 1 + X, де X - електрична сприйнятливість середовища. Вона, в свою чергу може бути розписана через параметри речовини, які, потім, виводяться в ще більш загальному вигляді. Зрештою у формулі з 'являється w - частота хвилі.