0: Сегодня мы будем измерять показатель преломления вещества, из которого сделана плоскопараллельная пластина. На этом уроке я расскажу вам, как это делается.

1: Делюсь всеми секретами технологии, а на следующем уроке вы эту лабораторную работу сами сделаете. У каждого из вас будет свой образец. Плоскопараллельная пластинка, и вы определите её показатель преломления. Соответственно, тема урока

2: Определение.

3: Показателя преломления.

4: Материала.

5: Плоско параллельной пластинки.

6: Определение показателя преломления материала плоско параллельной пластинки.

7: Домашнее задание.

8: Оформить лабораторную работу.

9: Это на пятницу завтра, вы знаете, у нас уроков не будет и, кроме того, подготовиться.

10: К физическому диктанту на физический диктант выносится материал с самого начала геометрической оптики, то есть что такое световой луч, что такое световой пучок, точечный источник света, законы преломления.

11: Что такое полное отражение, что такое предельный угол полного отражения и так далее. Ну а теперь мы поступим следующим образом. У меня есть вот такая

12: Такой куб, ну его противоположные грани это плоско параллельные части плоско параллельной пластинки. Он просто очень хорош тем, что он достаточно большого размера. У вас будут поменьше образцы, я потом покажу вам, что они из себя будут

13: Представлять. Мы хотим определить показатель преломления вещества вот этой пластинки, вот этого Куба. Так, сейчас я буду практически весь урок показывать вам пол экрана крупно и полэкрана общий план

14: Вот эта пластинка, это не просто кубик, это, как видите, сувенир посвящённый, он был выпущен посвящённый двадцатипятилетию всеукраи.

15: Турниров юных Физиков, но это прекрасная плоскопараллельная пластинка, и мы будем измерять её показатель преломления. Для этого поступим следующим образом. Возьмём лист бумаги.

16: И проведём на этом листе 2 параллельные линии на некотором расстоянии друг от друга, причём нам не нужно проводить

17: Полностью от края до края эти линии. А сейчас увидите, как тоже самое вам предстоит сделать в ваших лабораторных тетрадях, когда вы будете делать лабораторную работу, можно воспользоваться уголь.

18: И линейкой, когда мы будем перемещать угольник. Вот так, то вот эта сторона будет все время параллельна сама себе. Вот проведём 1 линию. Вот так примерно

19: До середины, потом отступим немножечко вот примерно вот столько приблизительно на 2 сантиметра и проведём вот такую параллельную линию вот так

20: Теперь давайте вспомним, что плоскопараллельная пластинка не изменяет направление световых лучей, но смещает световой луч параллельно самому себе. И вот этим свойством мы сейчас с вами и

21: Будем пользоваться. Я сейчас положу этот

22: Кубик, так и буду отсюда смотреть и поворачивать этот кубик, что я увижу и что вы увидите во время выполнения лабораторной работы, покажет нам электронный глаз.

23: Вот эта видеокамера. Давайте немножечко перестроим систему так, чтобы вы видели крупно, что будет происходить.

24: Опускаем камеру, и пусть она будет расположена так как я смотрел бы своим глазом ещё ниже, почти скольжение.

25: Так надо чуть чуть приподнять.

26: Так, смотрим. Вы видите 2 параллельные прямые

27: Накладываем плоско параллельную пластинку, и я поворачиваю этот кубик. Смотрите, что происходит. Та дальняя прямая смеща.

28: Параллельно самой себе. И я хочу добиться того, чтобы она совместилась с собой. Вот так. Видите, можно ещё немножечко дать крупнее.

29: Чуть чуть опустить.

30: И я, поворачивая эту пластину, добиваюсь, чтобы у меня линия как бы была продолжением самой себя. Вот так. И теперь ещё немножко повернём оо, и теперь я

31: Обвожу.

32: Специально красной ручкой здесь и здесь я обвожу преломляющие поверхности.

33: Теперь я убираю наш куб, нашу плоскопараллельную пластинку, и мы можем вернуть картинку обратно.

34: Чтобы вы видели, что происходит на картинке. Так, так.

35: Итак, увидели себя довольные.

36: Вот продолжаем работать с этим рисунком. Смотрим, что же у нас получилось. Свет Шёл отсюда или вот так на самом деле свет Шёл.

37: Отсюда.

38: Приломился и попал ко мне в глаз. Следовательно, как Шёл свет. На самом деле он Шёл вот таким образом.

39: Покажем ход луча внутри пластинки.

40: Все это вам на лабораторной работе предстоит делать. Свет отсюда вошёл.

41: Преломившись, пошёл здесь и вышел к нам в объектив камеры или к вам в глаз. Теперь я продолжу границы преломляющей поверхности. Вот она.

42: Она у нас красненькая.

43: Вот 1 граница.

44: Вот 2 граница итак, падающий луч, преломлённый луч, затем он падает на следующую границу.

45: Но нас будет интересовать только 1 луч, вот этот падающий и этот преломлённый, вот граница самой, самой пластинки, что нам нужно сделать, отметить?

46: Угол падения и угол преломления. Когда мы хотим отметить углы падения и преломления, с чего мы начинаем? С перпендикуляра. Значит, нам нужно построить перпендикуляр к преломляющей поверхности. Для этого мы будем пользоваться циркулями.

47: Линейкой берём циркуль, ставим его вот сюда, в точку падения, и я проведу целую окружность. Она нам понадобится ещё и для другого. Увидите. Построим. Вот.

48: Какую окружность?

49: Вот я её так немножко наведу, чтобы её было хорошо видно. Теперь изменим немножечко раствор циркуля. Увеличим его, поставим ножку циркуля вот сюда проведём. Здесь так и здесь. Так.

50: Поставим ножку циркуля сюда проведём 1, 2 вот эти точечки.

51: Эту точку.

52: И эту точку мы сейчас соединяем, и это и будет перпендикуляр к преломляющей поверхности.

53: Я этот перпендикуляр проведу тоненько, по возможности. Видите, он автоматически прошёл через точку падения. Вот.

54: Перпендикуляр преломляющей поверхности, где у нас угол падения углом падения называется угол между падающим лучом и перпендикуляром к преломляющей поверхности. Вот падающий луч.

55: Вот перпендикуляр к преломляющей поверхности, вот угол падения альфа, угол преломления, углом преломления называется угол между преломлённым лучом и перпендикуляром к преломляющей поверхности.

56: Вот угол преломления бета, а теперь вот здесь, в сторонке, запишем, как связан угол падения и угол преломления с показателем преломления, показатель преломления 2.

57: Среды нашего стекла мы получим, если разделим синус, угла, падения на синус, угла преломления. Все очень просто. Казалось бы, сейчас нам можно было бы взять транспортир и

58: Измерить угол падения, измерить угол преломления, а потом с помощью калькулятора.

59: Поделить синус угла падения на синус угла преломления и все. На самом деле геометрия достаточно мощная наука для того, чтобы обойтись без транспортира. Сейчас мы с вами научимся определять показатель преломления.

60: Без непосредственного измерения Углов. А для того, чтобы это понять, вспомним, что такое синус, что называется, синусом в прямоугольном треугольнике Саша синус прямоугольник треугольнике. Это отношение

61: Противолежащего катета к гипотенузе. Это отношение противолежащего катета к гипотенузе в прямоугольном треугольнике. Сейчас построим прямоугольный треугольник такой, чтобы вот это был противолежащий катет. А гипотенузой у нас

62: Будет вот этот радиус. Видите, я не зря провёл окружность насквозь. Значит, у нас вот этот отрезок будет иметь длину р. А теперь нам надо построить противолежащий катет. А где будет прямой угол между вот этой нормально?

63: И сейчас мы должны построить отрезок, перпендикулярный этой нормали, и он у нас и будет представлять собой противолежащий катет. Для этого опять воспользуемся циркулем и линейкой. Берём.

64: Циркуль и теперь делаем вот что ставим его вот сюда, в ту точку, где падающий луч пересекает вот эту окружность и проводим 2 штриха.

65: На перпендикуляре. Смотрите, вот 1.

66: Вот 2 теперь внимание. Не меняя радиуса, не меняя раствора циркуля, ставим ножку сюда.

67: И проводим вот такую дугу и ставим ножку сюда.

68: И проводим вот такую дугу.

69: Теперь берём и соединяем вот эту точку с вот этой точкой. И это и будет у нас перпендикуляр к перпендикуляру. Сейчас пусть просохнут.

70: Немножко.

71: Вот.

72: Я проведу его не отсюда сюда, а только до нормали. Вот так.

73: И обозначим этот отрезок д. 1 вот прямой угол.

74: Следовательно, отношение д. 1 к р. Это и будет отношение противолежащего катета к гипотенузе, то есть синус альфа вот тут себе с краешку и запишем синус альфа равняется д.

75: 1 делить на р. Теперь точно также мы с вами построим отрезок, который будет представлять собой противолежащий углу бета катет. Вот точка, где пересекает

76: Преломлённый луч, окружность сюда. Мы сейчас поставим ножку циркуля и проведём 2 ддушки 1 и 2.

77: Теперь, не меняя раствора циркуля, я не буду менять раствор циркуля, но у меня чуть чуть не хватило перпендикуляра, я его продлю.

78: Вот так продлю, вот так, не меняя раствора циркуля.

79: Так, где у нас эта душка? Это вот, а это вот, значит, ставим сюда, чтоб не заблудиться, так проводим вот такую вот, ну, видите, она совпала почти что с этой окружностью и сюда ставим циркуль проводим.

80: Душку оо и теперь вот эту точку.

81: Соединяем с этой точкой. Это опять-таки будет перпендикуляр к нормале строим его половинку, которая представляет собой противолежащий углу бета катет его

82: Мы обозначим буквой d2.

83: Поскольку вот это гипотенуза в данном треугольнике, но одновременно это радиус вот этой окружности, то гипотенуза по прежнему равна р. А теперь пишем, чему равняется синус бета синус бе.

84: Это равняется d2. Делить на р великолепно. А теперь разделим синус альфа на синус бетта. Вот здесь у нас есть рабочее пространство синус альфа Дели.

85: На синус бета равняется синус альфа вот он d1 делить на р, делить на синус бетта вот синус бета d2 попадает в знаменатель р в числитель р.

86: Сокращается и будет д. 1 делить на д. 2 но, простите, это же отношение синуса, угла, падения к синусу, углу преломления, а значит, это относительный показатель преломления. В таком случае рабочая формула будет очень простенькая.

87: Показатель преломления равен отношению длины отрезка d1 к длине отрезка d2 вот и все. Остаётся теперь измерить эти длины.

88: И разделить 1 на другую. Берём линеечку, измеряем. Д. 1.

89: Получается, смотрим. 10 миллиметров 20 32 миллиметра записываем. Д. 1.

90: Равняется 32 миллиметра. Дальше измеряем д. 2.

91: Прикладываем линейку. Смотрите, ребята, получилось чуть чуть больше 20, но меньше 21. Давайте запишем, поскольку точность у нас половина цена деления, то запишем 20,5 приблизи.

92: 20 с половиной миллиметров д. 2.

93: Равняется 20 и 5/10 миллиметра. Теперь н равняется 32 миллиметра делить на 20,5 миллиметра.

94: Приблизительно равняется берём калькулятор.

95: 32 делим на 20 с половиной и получаем.

96: 1 целая, 56, 0 9 и так далее. Сколько здесь значащих цифр? 2? Ну, тут, ну, скажем так, 2, 3, да, немножко. Вот это вот взято, грубовато, но поскольку 1 цифра единица,

97: Можно оставить 3 значащих цифры. Приблизительно равняется 1,56 единиц. Мы определили с вами относительный показатель преломления материала, из которого изготовлен вот этот

98: Сувенирный кубик. Вы будете пользоваться немножечко другим оборудованием. У меня тут целая коробка с плоскопараллельными пластинками. Посмотрите, аккуратно будет.

99: Её разворачивать, она замотана в пластик. Ух вот.

100: Вот так будете её класть и смотреть отсюда. Но вы не просто измерите показатель преломления. Вы заодно ещё и проверите справедливость закона снели са. Сейчас нам уже не нужен будет этот рисунок.

101: В чем состоит закон снеллиуса?

102: Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина, постоянная для данных 2 сред и называемая относительным показателем преломления 2 среды относительно 1.

103: Вот вы будете поступать следующим образом. То расстояние между параллельными прямыми, которое я провёл вот здесь произвольно, вы возьмёте 3 раза разные зна.

104: 10 миллиметров, 15 миллиметров и 20. Вам это очень легко сделать, потому что клетки в вашей тетради идут с шагом полмиллиметра. Значит, вот эти 2 параллельные прямые вы проведёте на расстоянии 2 клеточки друг от друга.

105: Вот так, прямо в тетради лабораторной сделайте построение, определите показатель преломления, потом вы увеличите расстояние до 15 миллиметров и последнее возьмёте 20 миллиметров при раз.

106: Расстояниях между вот этими исходными параллельными, прямыми у вас будут разные углы падения. И если всякий раз у вас будет получаться одинаковое отношение синуса, угла, падения к синусу, угла преломления с точностью до погрешности.

107: То это будет свидетельствовать о том, что действительно отношение синусов не зависит от угла падения. То есть оно является характеристикой данных 2 сред. В нашем случае это будет материал, призмы и воздух, результаты, которые вы

108: Получите. Можно будет оформить вот в виде такой таблицы. Сейчас я эту таблицу нарисую на доске, она нам пригодится. На следующем уроке таблица будет состоять из 1, 2, 3, 4, 5, 6 Столбиков и

109: 4 строк.

110: Так, 1, 2, 3.

111: 4. Последнюю строчку мы сделаем вот так.

112: И здесь у нас будет раз.

113: 2.

114: 3.

115: 1, 2, 3, 4.

116: 5 и 6 в 1 строчке мы просто записываем номер опыта по порядку. Н номер по порядку.

117: 1, 2, 3. Дальше расстояние между вот этими параллельными прямыми, с которых вы начинаете все мы обозначим буквой h.

118: И, как я уже вам сказал, мы возьмём значение аш в миллиметрах 10:15 и 20 20.

119: 2 строчке в 3 столбике. Извините, мы записываем значение d1 в миллиметрах. Понятно, что перед этим нужно будет выполнить все вот это построение, которое вы видели. Я уже сюда. Ничего.

120: Его не пишу в этой строчке d2 в миллиметрах и в 3 строчке показатель преломления для 3 разных Углов падения для 3 опытов. Ну а что, как вы думаете, мы здесь? Запи?

121: Наверное, среднее значение, н, среднее. Вот такая лабораторная работа перед вами будет поставлена. Вы просто повторяете все.

122: Что я сейчас сделал сейчас у нас с вами осталось немножко времени для того, чтобы подписать лабораторные тетради, и мы вспомним правила оформления лабораторных работ. Я их уже в эфире не буду излагать. Это.

123: Не очень интересно и долго мы напишем на последней страничке те самые правила оформления лабораторных работ, ну а со зрителями мы прощаемся.