II. Ответить на вопросы:

1. Почему электрическую энергию передают на большие расстояния под высоким напряжением?

2. Почему высокое напряжение нельзя вводить в жилые дома?

3. Как повышают и понижают напряжение? Какие приборы при этом используют? На чем основано их действие?

4. Приведите примеры потребления энергии на производстве, на транспорте, в системах связи, торговле, городском хозяйстве, при создании интеллектуальной продукции, в быту.

5. Во сколько раз уменьшаются потери на нагревание проводов при повышении напряжения в 100 раз?

Сделате вывод о проделанной работе.

.

.

.

.

.

.

.

Оценка и комментарий преподавателя:

.

Лабораторная работа №8.

«Измерение показателя преломления света».

Цель работы: Измерить показатель преломления стеклянной пластины, имеющей форму трапеции.

Приборы и материалы: Стеклянная плоско - параллельная пластина, имеющая форму трапеции, набор из четырех булавок(игл), лист бумаги, карандаш, линейка, циркуль, лазерная указка ( или другой источник света, дающий световой пучок).

Введение

При переходе света из одной среды в другую происходит преломление лучей, измеряется направление распространения света. Это явление объясняется тем, что в различных средах скорость света различна.

Отношение скорости света “C” в вакууме к скорости света U в данной среде называется абсолютным показателем преломления n этой среды: n=C/U.

Из данной формулы легко получить другую , связывающую n с углами падения α и преломления β: n=sin α/sin β.

Закон преломления света:

1) падающий луч, переломленный и перпендикуляр , восстановленный в точку падения лежат в одной плоскости.

2)отношение синуса угла падения α к синусу угла преломления есть величина постоянная для двух данных сред.

Таким образом, для вычисления n достаточно измерить два угла α и β.

Так как скорость света в воздухе составляет 99,9% скорости света в вакууме, то во многих случаях, не требующих очень большой точности, можно за абсолютный показатель преломления среды принять ее показатель преломления, измеренный при переходе луча в данную среду из воздуха.

Проходя через стеклянную пластину, пучок света испытывает двукратное преломление. Показатель преломления стекла относительно воздуха определяется по формуле: n=sin α/sin β,где α- угол падения пучка света на грань пластины из воздуха в стекло, β- угол преломления светового пучка в стекле(рис.1).

Так как sin α=AE/AB и sin β=CD/BC, AB=BC (как радиусы), то формула для определения показателя преломления стекла имеет вид:

n _пр. =AE/DC,

Максимальную относительную погрешность измерения находим по формуле:

ε = ▲AE/AE + ▲DC/DC

Максимальную абсолютную погрешность находим по формуле:

▲n= n _пр.∙ε,

тогда: n = n _пр. ▲n ,

n _пр. – приближенное значение показателя преломления.

Описание экспериментальной установки:

(Рис.1)

В работе изменяется показатель преломления стеклянной пластины, имеющей форму трапеции. На одну из параллельных граней пластины наклонно к ней направляют узкий световой пучок. Проходя через пластину, этот пучок света испытывает двукратное преломление. Источником света служит электрическая лампочка, подключенная через ключ к какому - либо источнику тока.

Световой пучок создается с помощью металлического экрана со щелью. При этом ширина пучка может меняться за счет изменения расстояния между экраном и лампочкой.

Показатель преломления стекла относительно воздуха определяется о формуле: n=sin α/sin β , где α- угол падения пучка света на грань пластины из воздуха в стекло,

β- угол преломления светового пучка в стекле.

Для определения отношения, стоящего в правой части формулы, поступают следующим образом. Перед тем как направить на пластину световой пучок, ее располагают на столе, на листе миллиметровой бумаги (или листе бумаги в клетку) так, чтобы одна из её параллельных граней совпадала с предварительно отмеченной линией на бумаге.

Эта линия укажет границу раздела сред воздух – стекло. Тонко отточенным карандашом проводят линию вдоль второй параллельной грани, эта линия изображает границу раздела двух сред стекло – воздух. Суть опыта заключается в том, что на одну из параллельных граней пластинки направляют пучок света под произвольным углом α. Отмечают точки A, B и F по ходу луча. (Вдоль падающего на пластину пучка и вышедших из нее световых пучков тонко отточенным карандашом ставят точки 1,2,3,4). После этого лампочку выключают, пластину снимают и с помощью линейки прочерчивают входящий, выходящий и преломленный лучи.

Через точку B границы раздела сред воздух – стекло проводят перпендикуляр к границе, отмечают углы падения α и преломления β.

Далее с помощью циркуля проводят окружность с центром в точке B и строят прямоугольные треугольники ABE и CBD.

Так как: sin α=AE/AB, sin β=CD/BC и AB=BC то n _пр. = AE / DC.

Длину отрезков DC и AE измеряют по миллиметровой бумаге или с помощью линейки. При этом в обоих случаях инструментальную погрешность можно считать равной 1 мм. Погрешность отсчета надо взять так же равной 1 мм для учета неточности в расположении линейки относительно края светового пучка.

Измерив, указанные расстояния можно определить n.

Измерение и обработка результатов:

1. Подключить лампочку через выключатель к источнику тока. С помощью экрана с щелью получить тонкий световой пучок.

2. На середину листа бумаги положить плашмя стеклянную пластину и карандашом обвести ее контуры. Расположить так, чтобы глаз находился на уровне пластины.

3. С другой стороны стекла наколоть возможно дальше две булавки друг от друга так, чтобы прямая, проходящая через них, не была параллельна одной из параллельных граней пластины.

4. Третью и четвёртую булавку расположить по грани с другой стороны стекла и вколоть ее так, чтобы, смотря вдоль всех булавок через стекло, видеть их расположенными на одной прямой.

5. Стекло, булавки снять, места наколов отметить точками 1,2,3,4. Через точки 1 и 2, 3 и 4 провести прямые до пересечения с контурами стекла. Через точку B провести перпендикуляр к границе сред воздух – стекло.

6. Отметить угол падения, угол преломления.

7. С помощью циркуля проводят окружность с центром в точке B и строят прямоугольные треугольники ABE и CDB.

8. Измерить длины отрезков AE и DC с помощью линейки.

9. Вычислить приближенное значение показателя преломления n пр. = AE/DC

10. Вычислить ▲AE=▲ DC =▲AE_{инструментальную} + ▲AE_{отсчета}

11. Найти максимальную относительную погрешность: ε = ▲AE/AE + ▲DC/DC

12. Найти максимальную абсолютную погрешности по формуле: ▲n= n _пр.∙ε.

13. Сравнить результаты, полученные по формулам:

n_{1 пр}. -▲n₁< n₁< n_{1 пр}. +▲n₁;

n_{2 пр}. -▲n₂< n₂< n_2пр. +▲n₂.

14. Результаты измерений и вычислений занести в таблицу

№ п/п	Измерено:		Вычислено:
	▲AE ,мм.	▲ DC ,мм.	n пр.	▲AE, мм.	▲ DC ,мм.	ε ,%	▲n
1.
2.

15. Повторить то же самое при другом угле падения

16. Сделать вывод о зависимости показателя преломления от угла падения.

Контрольные вопросы.

1. В чем сущность, явления преломления света и какова причина этого явления?

2. В каких случаях свет на границе раздела двух сред не преломляется?

3. Что называется коэффициентом преломления и в чем различие абсолютного и относительного коэффициентов преломления?

4. Покажите на чертеже ход луча из стекла в воду?

5. Ч то можно сказать о длине и частоте светового луча при переходе его из воздуха в алмаз?

Сделате вывод о проделанной работе.

.

.

.

.

Оценка и комментарий преподавателя:

.

Измерения и вычисления