Contenuto
- Crea un prisma vuoto da vetrini per microscopio
- Misurare l'indice di rifrazione dell'acqua di zucchero
- Avvertenze
Quando i raggi di luce passano dall'aria all'acqua, si piegano, perché l'indice di rifrazione dell'aria è diverso dall'indice di rifrazione dell'acqua. In altre parole, i raggi di luce viaggiano ad una velocità diversa nell'aria rispetto a quella nell'acqua. La legge Snells descrive questo fenomeno, fornendo una relazione matematica tra l'angolo di incidenza dei raggi di luce rispetto a una linea perpendicolare che scorre attraverso l'acqua, gli indici di rifrazione di entrambi i materiali attraverso i quali viaggia la luce e l'angolo di rifrazione con cui la luce viaggia attraverso l'acqua .
Maggiore è l'indice di rifrazione, più la luce si piega. L'acqua di zucchero è più densa dell'acqua normale, quindi l'acqua di zucchero ha un indice di rifrazione più elevato rispetto all'acqua normale. Qui, useremo la fisica della rifrazione per misurare il contenuto di zucchero nell'acqua.
Crea un prisma vuoto da vetrini per microscopio
Usa la resina epossidica per incollare i bordi di quattro vetrini per microscopio per creare un prisma rettangolare.
Posizionare il prisma sopra un quinto vetrino rettangolare per microscopio e incollare il prisma sul vetrino usando resina epossidica.
Lasciare riposare l'epossidico durante la notte.
Misurare l'indice di rifrazione dell'acqua di zucchero
Preparato per la sperimentazione. Coprire un muro con carta per fare segni. Posizionare il puntatore laser in modo che il raggio sia perpendicolare al muro. Fissare il puntatore laser in posizione e controllarlo periodicamente per assicurarsi che il suo raggio colpisca costantemente lo stesso punto quando passa attraverso l'aria.
Puntare il raggio laser perpendicolarmente attraverso il prisma quando è vuoto. Quando il prisma è vuoto, il raggio non deve essere deviato. Contrassegna il punto in cui il raggio laser colpisce il muro. Posiziona un pezzo di carta sotto il laser e segna il punto in cui il raggio è entrato nel prisma (i due punti, insieme, dovrebbero formare una linea retta).
Riempi il prisma di liquido. Puntare il raggio laser attraverso il prisma pieno di liquido. Il raggio colpirà il muro a una certa distanza dal marchio originale. Segna il raggio. Misura la distanza tra questi due punti, distanza A. Misura la distanza dal prisma al muro, distanza B.
Con le due distanze misurate nel passaggio 3, è possibile calcolare l'angolo con cui il raggio ha colpito il muro - in altre parole, l'angolo di rifrazione dopo aver attraversato il prisma. Calcola questo angolo trovando la tangente inversa di (distanza A divisa per distanza B).
Utilizzare la legge Snells, insieme all'angolo calcolato nel passaggio 4, per determinare l'indice di rifrazione del liquido. Secondo la legge di Snells, l'indice relativo di rifrazione di due materiali, o n2 / n1 (n2 = indice di rifrazione del secondo materiale, n1 = indice di rifrazione del primo materiale) è uguale al seno dell'angolo di incidenza, diviso per il seno dell'angolo di rifrazione. Stai puntando il tuo puntatore laser perpendicolare al prisma, quindi il tuo angolo di incidenza è 90. Hai calcolato il tuo angolo di rifrazione nel passaggio 4. E infine, l'indice di rifrazione dell'aria (n1) è 1.0003.
Crea soluzioni di zucchero 1 percento, 5 percento, 10 percento e 50 percento. Ripetere i passaggi da 3 a 5 per determinare i loro indici di rifrazione. Rappresenta graficamente la concentrazione di zucchero rispetto all'angolo di rifrazione. Confrontare gli indici di rifrazione per le concentrazioni note con l'indice di rifrazione calcolato nel passaggio 5. Stimare la concentrazione di zucchero per la soluzione sconosciuta.