Віртуальна лабораторна робота № 8. Дослідження заломлення світла (Засєкіна 9 клас)

• Назад до змісту довідника
• Перейти до параграфа § 26. Досліджуємо заломлення світла

Тема: Дослідження заломлення світла.

Мета: перевірити закон заломлення світла (закон Снелліуса), визначити відносний показник заломлення на межі поділу двох середовищ та дослідити явище повного внутрішнього відбивання світла.

Обладнання: комп’ютер/гаджет, симуляція PhET «Заломлення світла» (Bending Light).

Віртуальна симуляція

🔗 Відкрити симуляцію «Заломлення світла» (PhET)

Хід роботи

Дослід 1. Залежність кута заломлення від кута падіння (середовища: Повітря $\to$ Скло, $n_2 \approx 1{,}50$)

1. Спрямуйте світловий промінь під кутами падіння $\alpha = 30^\circ, 45^\circ, 60^\circ$.
2. За допомогою транспортира виміряйте кут заломлення $\gamma$.
3. Обчисліть $\sin \alpha$, $\sin \gamma$ та відносний показник заломлення $n = \dfrac{\sin \alpha}{\sin \gamma}$.

Дослід 2. Спостереження повного внутрішнього відбивання (Скло $\to$ Повітря)

При переході світла з оптично густішого середовища (скло, $n = 1{,}50$) в оптично менш густе (повітря, $n = 1{,}00$) кут заломлення більший за кут падіння:

• При $\alpha < 41{,}8^\circ$: спостерігаються і заломлений, і відбитий промені.
• При граничному куті $\alpha_0 = \arcsin(1/1{,}50) \approx 41{,}8^\circ$: заломлений промінь іде вздовж межі поділу середовищ ($\gamma = 90^\circ$).
• При $\alpha > 41{,}8^\circ$: світло повністю відбивається назад у скло (заломлений промінь зникає). Це явище повного внутрішнього відбивання.

Висновки

1. Відношення синуса кута падіння до синуса кута заломлення є сталою величиною для двох даних середовищ і дорівнює відносному показнику заломлення другого середовища відносно першого ($n = \dfrac{\sin \alpha}{\sin \gamma}$).
2. При переході в оптично більш густе середовище кут заломлення менший за кут падіння (промінь притискається до перпендикуляра).
3. Повне внутрішнє відбивання виникає тільки при переході з оптично більш густого середовища в менш густе, якщо кут падіння перевищує критичне значення $\alpha_0$.