Fénytörés vizsgálata. 1. feladat

Fénytörés vizsgálata összeállította: Szabó László lektorálta: Dr. Nánai László

A kísérlet célkitűzései: A fény terjedési tulajdonságainak vizsgálata, törésének kísérleti megfigyelése. Plánparallel lemez és prizma törőtulajdonságainak vizsgálata. Eszközszükséglet:        

főzőpohár 2 db, lombik szívószál, ceruza lézer pointer Bunsen állvány kémcsőfogóval konzervdoboz pénzérme kartonlap, tartó állvány Optika I. tanulói készlet

Balesetvédelmi figyel meztetés

A kísérletek közben figyelj arra, hogy a lézer pointer fénye ne jusson senkinek sem a szemébe! Nagy intenzitása miatt roncsolja a szemben lévő idegsejteket. 1. ábra Lézer pointer

1. feladat Az A/4 es lapra filctollal húzz egy kb. 15 cm hosszú, fél centiméter vastag vonalat. Erre a vonalra helyezd rá az üres főzőpoharat úgy, hogy az a pohár mindkét szélén nyúljon túl. Ha felülről, de kissé oldalról belenézünk a pohárba, akkor a vonal egyenesen folytatódik a poháron kívül is. Önts a pohárba vizet! Nézz bele megint a pohárba. Mit tapasztalsz? ....................................................... ............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................

A tanulói munkafüzet és a kapcsolódó tanári segédlet a Csongrádi TErmészetTUDOmányos Diáklaboratórium című, TÁMOP 3.1.3-11/2-2012-0037 számú projekt keretében készült. 1. oldal


2. feladat Vízzel teli pohárba tegyél bele ferdén egy szívószálat. Úgy nézd a poharat, hogy lásd a pohár oldalát is. Mit tapasztalsz? Hogyan látod a szívószálat? .............................................................................. ............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................

3. feladat

2. ábra Kísérleti eszközök

3. ábra

A kartonba vágj egy kis kör alakú nyílást (kb. 1 cm átmérőjűt)! Ezt helyezd bele a tartó állványba. A konzervdobozt helyezz olyan messzire a papírlaptól, hogy a nyíláson át nézve lásd az edény oldalát, de fenekét nem (3. ábra)! Helyezz az dobozba egy pénzérmét az ábra szerint. Miközben a lyukon át nézed az edényt, a társad öntsön vizet az edénybe! Mit tapasztalsz? Mi lehet a magyarázata? Készíts a magyarázatodhoz ábrát! .................................................................................................... ............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................



4. feladat Engedj vizet az egyik főzőpohárba és tegyél bele egy kevés rézgálicot! Erre azért van szükség, mert ettől a víz kicsit opálos lesz, láthatóvá válik a fény útja. Fogd be a lézer pointert az állványba és állítsd be úgy, hogy az elé tett főzőpohár aljára essen a fényfolt! Fokozatosan önts a másik pohárból ebbe folyadékot és figyeld meg a fényfolt helyének változását! Milyen irányba tolódott el a folt? Mi lehet ennek a magyarázata? ............................................... ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. A szívószálat illeszd a folyadékban látható fénysugár mellé. Így megfigyelheted, hogy ha a fény eltérő fénytani sűrűségű anyag határfelületéhez érkezik, akkor terjedési iránya megváltozik, azaz megtörik. Kísérlettel megállapítható: 

Ha a fény fénytanilag ritkább anyagból fénytanilag sűrűbb anyagba lép, akkor a beesési merőlegeshez törik. Ha a fény sűrűbb anyagból ritkább anyagba lép, akkor a beesési merőlegestől törik.



A beeső fénysugár, a megtört fénysugár és a beesési merőleges egy síkban vannak.



A merőlegesen beeső fénysugár irányváltoztatás nélkül halad az új anyagban tovább.

5. feladat Állítsd össze a képen látható kísérleti elrendezést! Az optikai készlet fényforrása a mellékelt 12 V-os tápegységről működik. Kísérletezés közben figyelj arra, hogy a fényforrás külső burája nehogy megégessen! A rézgálicos oldatból öntsél a küvettába, majd helyezd azt az asztalra úgy, hogy a fénysugár merőlegesen essen a küvetta oldalára! Felülről megfigyelhető a fénysugár útja a folyadékban. 4. ábra Fénytörés vizsgálata

Lassan fordítsd el a küvettát, figyeld meg, hogyan változik a fénysugár menete! Tapasztalataidat írd le! ........................................................................................................................................................



............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................

6. feladat A kémcsőbe nehezékként tegyél bele néhány darab csapágygolyót és dugj bele egy ceruzát is! A kémcsövet helyezd bele ferdén az üres főzőpohárba! Ha felülről nézzük a ceruzát, akkor az jól látható, mivel róla fény jut a szemünkbe. Önts most lassan vizet a főzőpohárba, és megint felülről nézzük rá a kémcsőre! Mit tapasztalsz?.................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. Ez a jelenség meglepő, hiszen az üveg és a tiszta víz is átlátszó, mégsem látunk át rajta. Ezt a jelenséget teljes visszaverődésnek nevezzük. Ez csak akkor következhet be, ha a fény optikailag sűrűbb közegből halad ritkább közeg felé. Bizonyos feltételek mellett a fény nem tud átlépni az új közegbe, a határfelület tükörként visszaveri. Ezt a jelenséget használják ki az optikai szálak használatakor is. Miközben felülről nézel a pohárba helyezett kémcsőre, önts lassan abba vizet! Mit látsz most? ............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................

Ha a fény 49o –nál nagyobb beesési szögben (α) érkezik vízből levegőbe (5. ábra), akkor ott teljes visszaverődés történik, azaz a kémcsőben lévő ceruzát nem látjuk, mert nem jut róla szemünkbe fénysugár. Ha vizet töltünk a kémcsőbe, akkor ez a jelenség megszűnik, mert eltűnik az optikailag ritkább közeg. 5. ábra



Most nézd meg a kísérleti elrendezésedet oldalról! Mit tapasztalsz? Mi lehet ennek a magyarázata? ............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................

Az ismeretek ellenőrzése: 1. 2. 3. 4. 5.

Mit jelent az, hogy két közeg optikailag különbözik? Mi történik a fénnyel, ha optikailag új közeghez érkezik? Hogyan halad a fénysugár, ha levegőből vízbe lép? Mit jelent a teljes visszaverődés? Hol használják ki ezt a jelenséget?

Felhasznált sza k irodalom: Fizikai kísérletek gyűjteménye, Szerkesztette: Juhász András, TYPOTEX Kiadó Budapest, 1994 Fizika 7, Mozaik kiadó, Szeged 2012


Fénytörés vizsgálata. 1. feladat

Recommend Documents