Διάθλαση και φαινομενική ανύψωση αντικειμένων ? Ολική ανάκλαση

Διάθλαση και φαινομενική ανύψωση αντικειμένων ? Ολική ανάκλαση

Διάθλαση και φαινομενική ανύψωση αντικειμένων ? Ολική ανάκλαση

 

ΥΛΙΚΑ ΠΟΥ ΑΠΑΙΤΟΥΝΤΑΙ:

1. Βάση παραλληλόγραμμη (ΓΕ.010.0)

2. Ράβδος μεταλλική 0,60m (ΓΕ.030.2)

3. Λαβίδα μεταλλική απλή (ΓΕ.040.0)

4. Σύνδεσμος απλός (ΓΕ.020.0)

5. Χάρακες (ΓΕ.220.0), Μοιρογνωμόνιο (ΓΕ.200.0) [& Μετροταινία (ΓΕ.240.0)]

6. Λεκάνη γυάλινη φαρδιά (ΜΡ.005.0) [ή Λεκάνη οπτικής τράπεζας (ΟΠ.195.0)]

7. Συσκευή Λέϊζερ (ΟΠ.050.Χ)

8. Μολύβι & Υπολογιστής χειρός (κομπιουτεράκι)

9. Επίπεδο κάτοπτρο (καθρέπτης)

10. Αδιαφανής κούπα (του καφέ) και ένα κέρμα

 

ΓΕΝΙΚΕΣ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ:

- Στο κάτω μέρος και στην μία κάθετη πλευρά της λεκάνης στερεώνουμε με ζελοτέϊπ χάρακες έτσι που η αρχή τους (το 0) να είναι στο άκρο της λεκάνης. Αυτό θα το καταφέρουμε αν ανυψώσουμε λίγο τη λεκάνη στηρίζοντάς τη πάνω σε δύο κομμάτια φελιζόλ (λεπτά και πλατιά), έτσι που ο οριζόντιος χάρακας στη βάση της να περνά ανάμεσά τους.

- Η συνεχής λειτουργία του laser μπορεί να εξασφαλιστεί στερεώνοντας ένα κομματάκι οδοντογλυφίδας στο κουμπί λειτουργίας τους.

- Για να μην μετακινούμε τη λεκάνη κατά τη διάρκεια του πειράματος μπορούμε να έχουμε νερό σε κάποιο άλλο δοχείο (π.χ. κουβά) κάπου κοντά στο χώρο εκτέλεσης του πειράματος.

- Τη σωστή κλίση της συσκευής laser πετυχαίνουμε έχοντας άδεια τη λεκάνη και στέλνοντας τη δέσμη έτσι, ώστε να συναντά και τον κατακόρυφο χάρακα και τον πυθμένα του δοχείου.

- Για να μην έχουμε παράλληλη μετατόπιση της δέσμης, είναι προτιμότερο η δέσμη να περνά δίπλα από τον κατακόρυφο χάρακα και στην πορεία της να συναντά τον οριζόντιο.

 

ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ:

1. Θέτουμε σε συνεχή λειτουργία τη συσκευή laser και παρατηρώ σε ποια ένδειξη του χάρακα αποτυπώνεται η φωτεινή κηλίδα της.

2. Βάζουμε ένα φύλλο χαρτί πίσω από τον κατακόρυφο χάρακα και σημειώνουμε την ένδειξή του (όπως φαίνεται στη διπλανή φωτογραφία).

3. Απομακρύνοντας το φύλλο σημειώνουμε την ένδειξη του οριζόντιου χάρακα.

4. Ρίχνουμε νερό στη λεκάνη και σημειώνουμε το ύψος του νερού στον κατακόρυφο χάρακα και την νέα ένδειξη του οριζόντιου χάρακα.

5. Με δεδομένο ότι:

- τοποθετήσαμε το άκρο της βάσης στήριξης σε απόσταση 16cm από την λεκάνη,

- η οριζόντια βάση στήριξης του laser pointer ήταν σε ύψος 31cm και

- το laser pointer είχε κλίση 38°,

πήραμε τις ακόλουθες ενδεικτικές μετρήσεις.

Κατακόρυφος χάρακας

22cm

 

Οριζόντιος χάρακας

25cm

χωρίς νερό στο δοχείο

23cm

με 5cm νερό στο δοχείο

21,5cm

με 8cm νερό στο δοχείο

20,5cm

με 10cm νερό στο δοχείο

6. Μεταφέροντας τα παραπάνω σε σχήμα (π.χ. με αναλογία 1:2), μετράμε την φαινομενική ανύψωση πυθμένα ΔΔ'=5cm (2,5cm στο σχήμα), την γωνία πρόσπτωσης π=47? και τη γωνία διάθλασης δ=31?

7. Βάζουμε στον πυθμένα μιας αδιαφανούς κούπας του καφέ ένα κέρμα και παρατηρούμε από την επάνω πλευρά με τέτοιο τρόπο, ώστε τα τοιχώματα της κούπας ίσα που να μας το κρύβουν. Ρίχνουμε προσεκτικά νερό μέσα στην κούπα, ώστε να μην μετακινηθεί το κέρμα από τη θέση του (θα μπορούσαμε να το στερεώσουμε και με λίγο ζελοτέιπ), προσέχοντας να μην αλλάξουμε θέση παρατήρησης. Μετά από λίγο και καθώς η στάθμη του νερού μέσα στην κούπα ανεβαίνει θα αρχίσουμε να παρατηρούμε το κέρμα (φαινομενική ανύψωση).

8. Στον πυθμένα της λεκάνης, που χρησιμοποιούσαμε στο πείραμα της διάθλασης και που έχει νερό, βάζουμε ένα επίπεδο κάτοπτρο (καθρέπτη). Σε χώρο με συσκότιση ρίχνουμε προς τον καθρέπτη μια δέσμη φωτός από laser pointer και παρατηρούμε σε ένα πέτασμα, στην απέναντι πλευρά της λεκάνης, δύο φωτεινές κουκίδες. Η πιο πάνω κουκίδα (σημείο Ε στο παρακάτω σχήμα) προέρχεται από ανάκλαση της δέσμης στην επιφάνεια του νερού και η πιο κάτω (σημείο Η) από ανάκλαση στον καθρέπτη και διαδοχικές διαθλάσεις στον αέρα και το νερό.

Μεγαλώνοντας τη γωνία πρόσπτωσης της φωτεινής δέσμης παρατηρούμε ότι κάποια στιγμή η κατώτερη κουκίδα εξαφανίζεται, λόγω ολικής ανάκλασης.

ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Αν ρίξουμε λίγες σταγόνες γάλα στο νερό και η συσκότιση του χώρου είναι καλή θα παρατηρήσουμε και την πορεία των φωτεινών αχτίνων μέσα στο νερό.

 

Ε.Κ.Φ.Ε. Καρδίτσας Σερ. Μπίτσιος τηλ. 2441 079 170 - 1 fax: 2441 079 172 e-mail: Αυτή η διεύθυνση ηλεκτρονικού ταχυδρομείου προστατεύεται από τους αυτοματισμούς αποστολέων ανεπιθύμητων μηνυμάτων. Χρειάζεται να ενεργοποιήσετε τη JavaScript για να μπορέσετε να τη δείτε. website: http://ekfe.kar.sch.gr

Το υλικό της σελίδας σε αρχεία για αποθήκευση: 1. Οδηγός ΕΚΦΕ (doc) 2. Εικόνες

~~~~ Μετρητής Επισκέψεων ~~~~
Σήμερα37
Χθές138
Αυτή την εβδομάδα37
Αυτό το μήνα1467
Συνολικά311600

1
Online Επισκέπτες

Δευτέρα, 10 Δεκέμβριος 2018