Protokol Fyzika: Meranie Indexu Lomu

Meranie Indexu Lomu

- základná veličina, ktorá charakterizuje optické prostredie
Úloha: Určte index lomu plexiskla pre červené a modré svetlo meraním:
a) uhla dopadu a uhla lomu,
b) medzného uhla;
Výsledky porovnajte a použité metódy vyhodnoťte.
Pomôcky: optická lavica, lampa, transformátor, šošovka (f=15 cm), držiak clon, clona so štrbinou, polvalec z plexiskla, kruhová optická platňa s rámčekom, jazdec, červený a modrý filter, pravouhlý trojuholník.

Princíp:
Monofrekvenčné svetlo sa na rozhraní dvoch optických prostredí láme podľa Snellovho zákona:

n1 sin= n2 sin

kde n1 je index lomu prvého prostredia, v ktorom svetlo dopadá na rozhranie pod uhlom , n2 je index lomu druhého prostredia, v ktorom sa láme po uhlom . Keď je prvé prostredie vzduch, ktorého index lomu n1=1 a druhé je plexisklo, ktorého index lomu n2=n, potom Snellov zákon platí:

sin /sin = n ...(1)
Keď svetlo prechádza z plexiskla do vzduchu, potom pre medzný uhol aaaam platí vzťah sin m =1/n1, z ktorého pre index lomu dostaneme:

n=1/ sin m ...(2)

Index lomu plexiskla môžeme vypočítať zo vzťahu (1) - meraním ,  alebo zo vzťahu (2) - meraním m.

Postup: viď učebnica

Otázky:

1. Dokáž, že platí n= a/b = sin/sin.
2. Odôvodnite prečo ste pri meraní používali plexisko tvaru polvalca.
3. Uveďte, ako by ste určili index lomu kvapaliny.
4. Vymenujte hlavné nedostatky spôsobov merania indexu lomu.

Tabuľka:

nsinsinN=sin/sinodchýlkaa /cmB / cmn=a/bodchýlka
1.25150,4220,2581,640,112,01,21,670,07
2.50300,7660,5001,530,003,52,11,670,07
3.60350,8660,5731,510,023,82,51,520,08
4.1070,1730,1211,430,100,80,51,600,00
5.40250,6420,4221,520,012,81,81,560,04
1,530,0481,600,052

Výsledky merania indexu lomu svetla u použitých metód sa sice líšia, no odchýlky pri meraní sú zanedbateľné.
Použili sme plexisklo tvaru valca, preto aby dopadalo onofrekvenčné svetlo na kolmú plochu.
Nedostatky merania spočívajú príliš v hrubej štrbine (svetelný lúč je rozptýlený)/ lampe – svetelného zdroja, okolitého prostredia (pološero), optickej lavici (slabo upevnená – výkyvy) a ľudský faktor (chyby pri meraní uhlov a vzdialeností).