NộI Dung
Khi các tia sáng truyền từ không khí vào nước, chúng bị bẻ cong, vì chỉ số khúc xạ của không khí khác với chỉ số khúc xạ của nước. Nói cách khác, các tia sáng truyền đi ở một tốc độ khác trong không khí so với trong nước. Định luật Snells mô tả hiện tượng này, cung cấp một mối quan hệ toán học giữa góc tới của tia sáng so với đường thẳng vuông góc chạy trong nước, chỉ số khúc xạ của cả hai vật liệu mà ánh sáng truyền qua và góc khúc xạ mà ánh sáng truyền qua nước .
Chỉ số khúc xạ càng lớn, ánh sáng càng bị bẻ cong. Nước đường đậm đặc hơn nước thường, do đó nước đường có chỉ số khúc xạ cao hơn nước thường. Ở đây, chúng ta sẽ sử dụng vật lý khúc xạ để đo hàm lượng đường trong nước.
Tạo một lăng kính rỗng từ các phiến kính hiển vi
Sử dụng epoxy để dán các cạnh của bốn slide kính hiển vi để tạo ra một hình lăng trụ hình chữ nhật.
Đặt lăng kính lên trên một phiến kính hiển vi hình chữ nhật thứ năm và dán lăng kính vào phiến kính bằng epoxy.
Cho phép epoxy để qua đêm.
Đo chỉ số khúc xạ của nước đường
Thiết lập để thử nghiệm. Che một bức tường bằng giấy để làm dấu. Thiết lập con trỏ laser sao cho chùm tia của nó vuông góc với tường. Cố định con trỏ laser tại chỗ và kiểm tra định kỳ để đảm bảo rằng chùm tia của nó luôn chạm vào cùng một điểm khi đi qua không khí.
Hướng chùm tia laser vuông góc qua lăng kính khi nó rỗng. Khi lăng kính rỗng, không nên chuyển hướng chùm tia. Đánh dấu vị trí mà tia laser chiếu vào tường. Đặt một mảnh giấy bên dưới tia laser và đánh dấu điểm mà chùm tia đi vào lăng kính (hai điểm, cùng nhau, sẽ tạo thành một đường thẳng).
Đổ đầy lăng kính bằng chất lỏng. Hướng chùm tia laser qua lăng kính chứa đầy chất lỏng. Các chùm tia sẽ chạm vào tường một khoảng cách từ dấu ban đầu. Đánh dấu chùm tia. Đo khoảng cách giữa hai điểm này, khoảng cách A. Đo khoảng cách từ lăng kính đến tường, khoảng cách B.
Với hai khoảng cách mà bạn đo được ở Bước 3, bạn có thể tính toán góc mà chùm tia chiếu vào tường - nói cách khác, góc khúc xạ của nó sau khi đi qua lăng kính. Tính góc này bằng cách tìm tiếp tuyến nghịch đảo của (khoảng cách A chia cho khoảng cách B).
Sử dụng định luật Snells, cùng với góc mà bạn đã tính trong Bước 4, để xác định chỉ số khúc xạ của chất lỏng của bạn. Theo định luật Snells, chỉ số khúc xạ tương đối của hai vật liệu, hoặc n2 / n1 (n2 = chỉ số khúc xạ của vật liệu thứ hai, n1 = chỉ số khúc xạ của vật liệu thứ nhất) bằng với sin của góc tới, chia cho sin của góc khúc xạ. Bạn đang nhắm con trỏ laser của bạn vuông góc với lăng kính, vì vậy góc tới của bạn là 90. Bạn đã tính góc khúc xạ của mình trong Bước 4. Và cuối cùng, chỉ số khúc xạ của không khí (n1) là 1.0003.
Tạo 1 phần trăm, 5 phần trăm, 10 phần trăm và 50 phần trăm đường. Lặp lại các bước từ 3 đến 5 để xác định chỉ số khúc xạ của chúng. Vẽ đồ thị nồng độ đường so với góc khúc xạ. So sánh các chỉ số khúc xạ của bạn về nồng độ đã biết với chỉ số khúc xạ mà bạn đã tính ở Bước 5. Ước tính nồng độ đường cho dung dịch chưa biết của bạn.