Исследование показателя преломления жидкости от

МОУ Большесундырская СОШ
Научно-исследовательская работа
Выполнила: ученица 10
«Е» класса, Кузьмина
Ксения
Руководитель: Максимов
Юрий Алексеевич
2009 г.
Скачано с сайта www.uroki.net
Выбирая тему…
Показатель преломления зависит от:
• Цвета света - дисперсия света
• Рода вещества.
• ?
• ?
Самое непонятное в этом
мире – это то, что его
можно понять
Цели проекта:
1. Изучение зависимости показателя преломления жидкости от
концентрации
2. Приобретение новых знаний и навыков проведения
экспериментов
3. Повторение и углубление ранее полученных материалов
Задачи:
1.
2.
3.
4.
Путем проведения экспериментов
изучить
зависимость
угла
преломления света в жидкостях от
концентрации раствора.
Установить
зависимость
показателя
преломления
от
концентрации раствора.
Сравнить зависимости показателя
преломления растворов различных
веществ.
Определить,
каким
образом
полученные
результаты можно
использовать на практике.
Теория исследования
Преломление света при переходе из одной
среды в другую объясняется тем, что
скорости распространения света в различных
средах различны.
Если луч света пересекает границу раздела
двух прозрачных однородных сред 1 и 2 то
направление
луча
изменяется
в
соответствии с законом преломления:
sin 
 n 2,1
sin 
β
где α- угол падения, β - угол преломления, n21 относительный показатель преломления, т.е.
показатель преломления второй среды 2 относительно
первой среды 1, зависящий от рода вещества.
Любое вещество состоит из мельчайших частиц, между которыми существует расстояние.
При растворении какого-либо вещества, его частицы заполняют свободное пространство между
частицами воды. Следовательно изменяется и расстояние между частицами, а вслед за этим и
скорость перехода света через среду. Соответственно изменяется показатель преломления
данного раствора.
Условия для проведения
эксперимента:
Поверхность
жидкости
должна быть достаточно
гладкой – не матовой.
Внутренность(содержание
жидкости) – достаточно
однородной – не мутной.
Структура исследовательской работы
• На доске закрепили транспортир с кюветой.
• В кювету налили 100 мл исследуемой жидкости.
• Над кюветой поместили осветитель с диафрагмой с узкой
щелью под углом 50°(40°).
• Изменяя концентрацию раствора жидкости, занесли
значения полученных углов преломления в таблицы.
• Вычислили значения показателя преломления.
• Опыты с каждым раствором проводили по 3-4 раза.
• По полученным средним значениям построили графики
зависимости показателя преломления от концентрации
раствора.
Показатели преломления в растворе спирта
%
96%
72%
36%
18%
9%
α
50º
50º
50º
50º
50º
β
31,5
31,5º
32º
33º
34º
Sinα
0,766
0,766
0,766
0,766
0,766
Sinβ
0,5225
0,5225
0,5299
0,5446
0,5592
1,47
1,47
1,44
1,41
1,37
n
n=Sinα/Sinβ (коэффициент преломления света)
График зависимости показателя преломления от концентрации
спирта в растворе
Показатели преломления в растворе CuSO
%
40%
30%
20%
10%
5%
2,5%
α
50º
50º
50º
50º
50º
50º
β
30º
31º
32º
33º
34º
35º
Sinα
0,766
0,766
0,766
0,766
0,766
0,766
Sinβ
0,5
0,515
0,53
0,5446
0,56
0,5735
n
1,53
1,49
1,45
1,41
1,37
1,34
4
График зависимости показателя преломления от концентрации
CuSO4 в растворе
Показатели преломления в перекиси водорода (Н О )
2
%
30%
15%
7,5%
3,75%
α
40º
40º
40º
40º
β
25º
27º
28º
28,5º
Sinα
0,6428
0,6428
0,6428
0,6428
Sinβ
0,4226
0,454
0,4695
0,4772
n
1,52
1,42
1,37
1,35
2
График зависимости показателя преломления от концентрации
Н2О2 в растворе
Итоговые результаты.
Скачано с сайта www.uroki.net
Результаты эксперимента:
1) Причина преломления света
Различие скорости света в разных средах.
При соприкосновении движущихся (или приходящих в движение) тел с другими
телами, а также с частицами вещества окружающей среды возникают силы,
препятствующие такому движению.
2) Показатель преломления света в жидкостях зависит еще и от:
Концентрации вещества
Соприкосновение
световых
частиц с частицами вещества
приводит к созданию сил,
препятствующих
движению
света.
Температуры
Поскольку
все
жидкости
при
нагревании
расширяются, а также увеличивается скорость
движения частиц, то их показатели преломления
изменяется при повышении температуры.
Выводы
1) В растворах разных веществ коэффициент преломления
изменяется по разному при повышении концентрации
вещества в растворе.
2) Показатель преломления увеличивается с возрастанием
процентного содержания спирта в растворе до тех пор,
пока концентрация спирта не достигает 70%, после этого
коэффициент преломления не изменяется, как бы мы не
увеличивали содержание спирта.
3) Коэффициент преломления раствора перекиси водорода
практически прямо пропорционален концентрации
вещества в растворе и возрастает с увеличением
содержания перекиси водорода в растворе.
4) Коэффициент преломления раствора медного купороса
также почти прямо пропорционален содержанию
вещества в растворе.
5) Для всех растворов общей точкой является 1,33 –
показатель преломления воды, где содержание других
веществ 0%.
Результаты данного эксперимента можно
применить на практике для:
 Определения содержания вещества в
растворе.
 Определения жирности молока.
Скачано с сайта www.uroki.net