Дисперсия света в воде при её нагревании

     Прежде  всего, радуга наблюдается только в  стороне, противоположной Солнцу. Радуга возникаем тогда, когда солнце освещает завесу дождя. Наблюдаемые в радуге цвета чередуются в такой же последовательности, как и в спектре, получаемом при пропускании пучка солнечных лучей через призму.

     Для наблюдения находящегося на относительно ровной земной поверхности, радуга появляется при условии, что угловая высота солнца над горизонтом не превышает примерно  42°. Вторичная радуга может наблюдаться, если высота Солнца над горизонтом не превышает  52°.

4. Дисперсия света  в воде при ее  нагревании.

4.1. самодельный прибор  для демонстрации  дисперсии света

     Для изучения такого загадочного явления  как дисперсия, я решила создать  прибор, с помощью которого можно  проследить ход лучей в капле, подобно капле радуги.

     Передо  мной встал вопрос: Каким он должен быть?

     Во-первых, он должен четко демонстрировать  ход лучей, ну а во-вторых он должен быть сделан не из дорогостоящих деталей  и материалов, а из подручных средств.

1. Чтобы проследить ход лучей в капле, был взят цилиндрический стакан с водой;
2. В качестве луча света используется лазерная указка, т.к. появляется возможность наглядно проследить его ход;
3. Моей задачей является выявить зависимость показателя и угла преломления от температуры. Поэтому понадобилась маленькая нагревательная плитка;
4. Чтобы не держать лазерную  указку длительное время в руке, взят лист картона, на металлических подставках, на котором фиксируется эта указка (рис.8)
5. Вокруг цилиндра укреплен транспортир, чтобы можно было измерять углы преломления.

Рис. 8

     Для соблюдения правил техники безопасности, т.е. чтобы не произошло возгорание картона от нагревательной плитки, его покрываем слоем фольги. 
 
 
 
 

4.2. исследование зависимости  показателя преломления  света и угла  преломления света  в зависимости  от температуры

     Для начала определяем угол отклонения лазерного  луча, при прохождении через воду комнатной температуры (20 - 25°С). При  этом замечаем, что угол отклонения приблизительно равен 50° - 60°.

     Начинаем  нагревать воду и одновременно пропускать луч. При этом замечаем, что при  более высокой температуре лазерный луч отклоняется вправо, что свидетельствует  уменьшению угла преломления. О показателе преломления нужно сказать, что  он также уменьшается. Исходя из приведенного опыта я вывела зависимости:

1. Угол преломления уменьшается в зависимости от температуры обратно пропорционально (β~1/t°);
2. Показатель преломления также уменьшается в зависимости от температуры обратно пропорционально (n ~ 1/t°).

     Отобразим эти две зависимости на рисунках 9,10.

       β                                                                     n    

 

     50

      40

      0                                                                      0

               25˚       50˚         80˚   С                                                                     t˚

                    Рис.9                                                                 рис.10

     На  рисунке 11 отобразим ход лучей  в капле.

     

     Рис.11 

Заключение

     Итак, мы убедились, что преломление света, охватывает очень широкий круг вопросов.

     Изучая  подробно некоторые разделы оптики, я узнала много интересного, например: как образуется радуга, почему свет окрашивается в разные цвета. Так- же изучила свойства света, обратила внимание на преломление и отражение света, познакомилась с приборами, в которых используются законы оптики, а остановилась на явлении дисперсии света, проведя опыты с водой при её нагревании.

     Цвет  света зависит от длины волны. Наибольшая длина волны видимого света соответствует красному цвету, наименьшая фиолетовому. Но для того, чтобы изучить дисперсию света подробно мне было необходимо наглядно проследить это явление, что побудило меня на создание прибора.

     Именно  создание такого прибора, аналогов которого нет, помогло мне вывести некоторые  зависимости: при увеличении температуры  угол преломления и показатель преломления  уменьшались. Эту зависимость я  изобразила на графиках. Опираясь на опыты, которые я проделала, можно сказать, что имеется новый подход в  решении новой задачи: «Дисперсия света в воде при ее нагревании»  моя работа поможет учителям на уроках физики в 11 классе лучше и нагляднее  продемонстрировать ход лучей света  при изучении дисперсии света. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Отзыв

     На  работу: «Распространение света в холодной и горячей среде»

Ученицы 7 класса МОУ СОШ  №99 Туровой Насти.

       Работа выполнялась с июня 2011 года.                                                                                               Ученица самостоятельно определила тему своих исследований, изучила литературу о законах распространения света: преломлении, отражении, дисперсии; об истории развития и современных представлениях оптики.

     Для исследования явления дисперсии  света и распространения света  в среде при изменяющейся температуре  была сконструирована установка  из имевшихся подручных средств. В результате чего стало возможным  проследить за ходом световых лучей, найти зависимость показателя и  угла преломления света от температуры.

     Данная  установка и опыты, проведенные  с помощью неё, позволят наглядно продемонстрировать на уроках физики законы распространения света в  разных средах при изменении температуры .

     Работа  заслуживает внимания и одобрения.

07.11.11г. 

Запретилова Л.Н.     
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Приложение

Таблица №1

Скорость  света в различных средах

 

Таблица №2

Распределение цветов радуги по убыванию длины волн

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список  литературы

1. Асламазова А.Г., Варламов А. А., Удивительная физика. М.Наука, 1988
2. Буховцев Б. Б., Мякишев Г. Я. Физика 11 класс. М. Наука, 2000.
3. Введенский Б. А. Большая советская энциклопедия. М. Просвещение, 1985.
4. Громов С. В. Родина Н.А. Физика 9 класс. М. Просвещение, 1999.
5. Ландау Л.Д. Физика для всех. М. Просвещение наука, 1984.
6. Клементьев И.С. Беседы о преломлении света. М. Наука, 1982.
7. Перельман Я. И. Знаете ли вы физику. М. Наука, 1994.
8. Справочник школьника. М. Компания Ключ-С, 1995.
9. Энциклопедия для людей по физике. М. Аванта, 2000
10. Хрестоматия по физике. М. Просвещение, 1982.