ΕΚΦΕ ΛΑΚΩΝΙΑΣ

ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ
ΤΑΞΗ: Γ΄ Γυμνασίου
ΜΑΘΗΜΑ: Φυσική
ΑΣΚΗΣΗ : 12-Διάθλαση

ΟΝΟΜΑ ΜΑΘΗΤΗ:

ΣΤΟΧΟΙ: 1. Πειραματική απόδειξη αλλαγής διεύθυνσης διάδοσης φωτός όταν φωτεινή δέσμη διέρχεται από την επιφάνεια που διαχωρίζει δύο διαφανή διαφορετικά υλικά.
2. Εκτέλεση πειράματος μέτρησης δείκτη διαθλάσεως νερού ως προς αέρα
3. Επεξεργασία πειραματικών δεδομένων και σχεδιασμός υπό κλίμακα της πειραματικής διάταξης.

ΘΕΩΡΙΑ
1. Όταν φωτεινή δέσμη διαδίδεται στον αέρα και προσπίπτει στην επιφάνεια νερού ένα μέρος της ανακλάται και επιστρέφει στον αέρα και ένα μέρος της εισέρχεται στο νερό και διαδίδεται σε αυτό. Το φαινόμενο της διέλευσης από ένα υλικό σε άλλο ονομάζεται διάθλαση.
2. Το φως διαδίδεται στο νερό με μικρότερη ταχύτητα απ’ ότι στον αέρα. Κάθε διαφανές υλικό χαρακτηρίζεται από το φυσικό μέγεθος - δείκτη διάθλασης n. Ο δείκτης διαθλάσεως κάθε υλικού ορίζεται ως το πηλίκο της ταχύτητας του φωτός στο κενό προς την ταχύτητα του φωτός στο υλικό
Όταν η γωνία προσπτώσεως είναι α και η γωνία διαθλάσεως είναι δ κατά την διέλευση φωτός από τον αέρα στο νερό ισχύει ο νόμος του Snell :














ΕΡΓΑΣΙΑ - ΠΕΙΡΑΜΑ

1.1 Στερεώνω έναν χάρακα στον πυθμένα του δοχείου ( ή φωτοτυπία χάρακα με πλαστική κολλητική ταινία ) και άλλο χάρακα στο πλευρικό τοίχωμα του δοχείου ( οι δύο χάρακες να βρίσκονται στο ίδιο κατακόρυφο επίπεδο ). Η ένδειξη του μηδενός του κατακόρυφου χάρακα να βρίσκεται στον πυθμένα του δοχείου και να ταυτίζεται με την αντίστοιχη ένδειξη του χάρακα που είναι στον πυθμένα.
1.2 Στερεώνω φακό λέηζερ ώστε η δέσμη του φωτός να διέρχεται από το σημείο Φ του κατακόρυφου χάρακα ( ΟΦ = Η = …….. cm)
1.3 Η δέσμη λέιζερ συναντά τον οριζόντιο χάρακα στο σημείο Β ώστε ( ΟΒ = ………cm )

2.1 Χωρίς την μετακίνηση κανενός στοιχείου της διάταξης ρίχνω νερό στο δοχείο μέχρι η στάθμη του να φτάσει 5 έως 6 cm.
2.2 Από τον κατακόρυφο χάρακα μετρώ το ύψος του νερού ( h ).
2.3 Στον οριζόντιο χάρακα μετρώ την νέα απόσταση της φωτεινής κηλίδας από το μηδέν ( ΟΓ = …....cm )
2.4 Επαναλαμβάνω την ίδια διαδικασία για τέσσερις ακόμα τιμές του ύψους του νερού. Συμπληρώνω τον πίνακα τιμών.
















Α/Αh - cmΟΓ-cmα-μοίρεςδ-μοίρεςημαημδn=ημα/ημδ
1      
2      
3      
4      

3.1 Με βάση τα πειραματικά δεδομένα σχεδιάζω σε κλίμακα 1:2 αναπαράσταση της πειραματικής διάταξης ακολουθώντας τα παρακάτω βήματα.
3.2 Βαθμονομώ δύο ορθογώνιους άξονες ΟΧ και ΟΨ σε cm με κλίμακα 1:2.
3.3 Στον ΟΨ τοποθετώ το σημείο Φ ( ώστε ΟΦ = Η ). Στον ΟΧ το σημείο Β. Σχεδιάζω την ΦΒ ( δέσμη με κενό δοχείο )
3.4 Σε ύψος h σχεδιάζω την στάθμη του νερού ( 1^η τιμή του πίνακα ). Τέμνει την ΦΒ στο Α. Τοποθετώ το σημείο Γ και φέρνοντας την κάθετο στο Α σχηματίζονται οι γωνίες α και δ.

4.1 Με μοιρογνωμόνιο μετρώ τις γωνίες προσπτώσεως (α) και διαθλάσεως (δ) και καταγράφω τις τιμές τους στον πίνακα τιμών. Επαναλαμβάνω τα ίδια  για κάθε τιμή του ύψους του νερού (h).
4.2 Υπολογίζω τα ημίτονα των γωνιών α και δ και τον δείκτη διαθλάσεως.
4.3 Υπολογίζω την μέση τιμή του δείκτη διαθλάσεως και συγκρίνω με τον πραγματικό ( 1,33 )