Att hitta brytningsindex av hårgelé

För detta experiment måste vi:

Hårgelé (genomskinlig eller Transparent)
Raka bottenplatta
En lutande bas med utmätningsbara, rund gradskiva (eller liknande uppsättning upp)
Ljuskälla
Slit mask
Slit panel
Halvrunt maträtt (bilden är med prov)

Förklaring av principer:
Anledningen till att en enkel vit ljuskälla användes är att hårgelé i vårt experiment var ljus blå, som visar att den blå våglängden skulle vara det enda ljuset passerar genom våra medium och vi inte hade tillgång till blått ljus. Dessutom, var det inte en enda rak linje, beam, men en lång smal stråle så att vi skulle kunna avgöra enkelt infallsvinkel på samma gång ljuset passerat genom materialet. En semicircular maträtt valdes som form av fartyget för hårgelé på grund av de optiska egenskaperna det skulle ge. Först, det hade en tydlig, rak kant som ljusstrålen kunde strike, vilket gör det enkelt att styra infallsvinkel. Då, efter att ha passerat genom hårgelé, skulle ljuset alltid ur vinkelrätt ytan av plast, baserad på lagarna av geometri, vilket innebär att ljuset inte skulle bryta efter att ha undersökt, vilket gör att vi kan enkelt mäta vinkel av refraktion.

Snells lag säger oss att n1sini = n2sinr. Här, vi vet att n1 = 1 eftersom det är luft, och vi känner till meta av förekomsten och metar av refraktion (jag och rrespectively) utifrån mätningar under experimentet. Därför är det en lätt sak att hitta brytningsindex av hårgelé med hjälp av data och trendlinjen från data.

Brytningsindex är också ges av ekvationen n = c/v, där c är ljushastigheten (2.99792458 x 108 m/s, eller för våra ändamål, 3 x 108 m/s) och v är ljushastigheten i vårt material. Således använder våra beräknade brytningsindex, vi kan hitta ljusets hastighet i vårt material genom ekvationen v = (3 x 108 m/s) / n.

Resultat:
Brytningsindex: n = 1,36
Ljusets hastighet = 220,588,235 m/s

Ovanstående har skapats med lutningen på trendlinjen av Excel (baserat på alla de data vi samlat) för brytningsindex.

Ta prov beräkningen av brytningsindex:
n = sini/sinr
n = sin(30)/sin(22)
n =.5/.374607 = 1,33

Ta prov beräkningen av ljusets hastighet:
v = c/n
v = (3 x 108 m/s)/1.33
v = 225,563,910 m/s

Slutsats

Detta experiment kan ha ett par felkällor. Första hand kan komma från luftbubblor som var instängd i hårgelé på grund av dess höga viskositet. Den ljusa bortgången igenom hårgelé kunde har också gått igenom dessa bubblor, som kan ha orsakat vissa böjning av ljus. Därför, det vore fördelaktigt om nästa gång, alla luftbubblorna kunde tas bort före experiment, även om detta kan vara svårt på grund av hårgelé mycket trögflytande. Dessutom verkar det att inte alla av ljuset bryts på samma punkter, sedan ibland strålen av ljust var spridda över flera vinklar, den högsta som mättes. Detta var troligen på grund av luftbubblorna som fanns i hårgelé, som igen, bör tas bort innan experiment.

Dock gjorde detta experiment ett bra jobb på att hjälpa utforska metoder vid beräkning av brytningsindex av material. Det hjälpte att förstärka informationen på refraktion i medium och hur hur ljuset fungerar. Det fanns utrymme för förbättringar i utformningen av projektet, gjorde det bra för vad det var.