LUCRARE DE LABORATORUn model de experimentare a fenomenului de refracţie a luminii

Prof. Cezar GHERGU, Liceul Teoretic “Neagoe Basarab”, Oltenița

1. Principiul teoretic: O rază de lumină care trece prin suprafaţa de separaţie a două medii

transparente suferă fenomenul de refracţie a luminii. Refracţia reprezintă schimbarea direcţiei de

propagare a luminii când trece prin suprafaţa de separaţie a două medii transparente.

I. Raza incidentă raza reflectată şi normala sunt în acelaşi plan.

II. Raportul dintre sinusul unghiului de incidenţă şi sinusul unghiului de refracţie este constant. Acest

raport reprezintă indicele de refracţie relativ, al mediului al doilea în raport cu primul.

S N M2 A

med 1 i M1

B D

med 2 I r

R M

C

Fig.1. Observarea refracţiei Fig.2. Model de experimentare

2. Materiale necesare : carton alb, vas de sticlă cu apă, ace cu gămălie, marcher, raportor,

suport vertical de fixare, clemă.

3. Modul de lucru :

o se desenează pe cartonul alb un cerc şi se trasează două diametre perpendiculare;

o se înfige în centrul cercului desenat un ac cu gămălie, iar pe porţiunea arcului de cerc CD un alt ac cu gămălie;

o se scufundă vertical în apă astfel încât acul cu gămălie din centrul cercului să fie orizontal la nivelul apei din vas şi se fizează de suportul vertical cu o clemă;

o se priveşte pe deasupra vasului cu apă vizând ca acele să se afle pe aceiaşi directie;

o se înfige în acest moment în porţiunea arcului AB de cerc un al treilea ac M1, care să fie văzut în prelungirea celorlalte două ace;

o se scoate cartonul din apă şi se unesc prin linii cu marcher sau creion poziţiile acelor;

o se constată că acele nu sunt coliniare, cel de al treilea ac fixat în M1, ar fi trebuit să se găsească în M2 pentru a fi coliniar;

o utilizând raportorul putem afla unghiurile de incidenţă şi de refracţie;

o se efectuează mai multe măsurători;

o pentru calculele funcţiilor trigonometrice corespunzătoare unghiurilor de incidenţă şi refracţie se utilizează un calculator cu funcţii;

o daţi o interpretare a rezultatelor experimentale obţinute.

Fig. 3. Studiul refracţiei utilizând bancul optic.

Fig.4. Observarea refracţiei luminii

4. Prelucrarea datelor :Nr. det. i r sin i

sin r=ct .

Valoarea medie

Eroarea

1

2

3

5. Calculează şi scrie rezultatul sub forma raportului:

sin isin r

=ct . unde observăm că raportul

rămâne aproximativ constant, în limita erorilor de măsură.

6. Precizare surse de erori:

o erori datorate aprecierii mărimilor unghiurilor de incidenţă şi de refracţie;

o erori datorate impreciziei unstrumentelor şi a aparaturii de laborator utilizate;

o erori de calcul şi de prelucrare a datelor;

o etc.

6. Observații :

o raportul dintre sinusul unghiului de incidentă și sinusul unhiului de refracție este constant şi defineşte o marime fizică numită coeficient de refracţie relativ, specific pentru cele două medii prin care trece lumina;

o coeficienții de refracție absoluți ai diferitelor medii transparente se definesc în raport cu vidul;

o experimentul se poate realiza similar utilizând şi aparatura existentă în laboratoarele școlare..

7. Temă opțională:

Poți imagina o altă metodă de experimentare pentru a verifica legea refracţiei sau a pentru determinarea coefcientului de refracţie ? Utilizează aparatura din laborator aflată la dispoziţie sau imaginează o altă posibilă metodă de experimentare cu mijloace proprii !

Compară rezultatele obținute prin această metodă, cu cele rezultate din experimentul anterior ! Care este deosebirea ? Descrie metoda folosită mai jos:

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..…………………………………………………………