Voor dit experiment, zullen we:
Hair Gel (doorschijnend of ondoorzichtig)
Rechte plint
Een gekantelde base met monteerbare, cirkelvormige gradenboog (of soortgelijke instellen)
Lichtbron
Gleuf masker
Gleuf paneel
Halfronde schotel (beeld getoond is met monster)
Verklaring van principes:
De reden dat een eenvoudige witte lichtbron werd gebruikt is omdat de haargel in ons experiment licht was blauw, waarmee wordt aangegeven dat de blauwe golflengte zou het enige licht doorlaat van onze medium en we hadden geen toegang tot het blauwe licht. Bovendien bleek het niet een één rechte lijn, de bundel, maar een lange smalle lichtbundel zodat wij zouden kunnen eenvoudig bepalen de invalshoek op hetzelfde moment het licht door middel van het materiaal doorgegeven. Een halfronde schotel werd gekozen als de vorm van het schip voor de haargel omwille van de optische eigenschappen die zou bieden. Ten eerste, het had een duidelijk, rechte rand die de lichtbundel treffen kan, waardoor het gemakkelijk is om te controleren de invalshoek. Dan, na het passeren van de haargel, zou het licht altijd weggaan loodrecht het oppervlak van de plastic, gebaseerd op de wetten van de geometrie, wat betekent dat het licht niet breken zou bij afsluiten, zodat we kunnen gemakkelijk het meten van de hoek van breking.
Snell de wet ons verteld dat n1sini = n2sinr. Hier, weten we dat n1 = 1 omdat het lucht, en we kennen de invalshoek en de hoek van breking (i en rrespectively) op basis van de verrichte metingen tijdens het experiment. Het is dus een eenvoudige zaak om te vinden van de brekingsindex van de haargel met behulp van de gegevens en de trendlijn gemaakt van de gegevens.
De brekingsindex wordt ook gegeven door de vergelijking n = c/v, waar c de lichtsnelheid (2.99792458 x 108 m/s of voor onze doeleinden, 3 x 108 m/s) en v is de snelheid van het licht in ons materiaal. Dus, met behulp van onze berekende brekingsindex, vinden we de snelheid van het licht in ons materiaal door vergelijking v = (3 x 108 m/s) / n.
Resultaten:
Brekingsindex: n = 1,36
Snelheid van het licht = 220,588,235 m/s
Het bovenstaande werden gemaakt met behulp van de helling van de trendlijn van Excel (gebaseerd op alle van de gegevens die we verzameld) voor de brekingsindex.
De berekening van de steekproef van de brekingsindex:
n = sini/sinr
n = sin(30)/sin(22)
n =.5/.374607 = 1.33
Voorbeeld berekening van de snelheid van het licht:
v = c/n
v = (3 x 108 m/s)/1.33
v = 225,563,910 m/s
Conclusie
Dit experiment wellicht een paar bronnen van fout. De eerste plaats kan komen van de luchtbellen die werden opgesloten in de haargel vanwege haar hoge viscositeit. Het passeren van de haargel licht kon hebben ook gepasseerd deze bellen, die kunnen veroorzaakt hebben sommige buiging van het licht. Dus zou het gunstig als volgende keer, alle van de luchtbellen kunnen worden verwijderd voorafgaand aan experimenten, hoewel dit misschien moeilijk vanwege de zeer viskeuze aard van haargel. Bovendien blijkt dat niet alle van het licht gebroken op dezelfde punten, sinds soms, de straal van licht werd verspreid over verschillende invalshoeken, de hoogste werd gemeten. Dit was waarschijnlijk te wijten aan de luchtbellen die waren in de haargel, dat opnieuw moet worden verwijderd voordat de experimenten.
Dit experiment heeft echter een over het algemeen goede baan op het helpen om te verkennen van de methoden voor de berekening van de brekingsindex van een materiaal. Het hielp te versterken van de informatie over Lichtbreking in een medium en hoe hoe licht zich gedraagt. Hoewel er ruimte voor verbetering in het ontwerp van het project was, heeft het goed voor wat het was.
