Comment mesurer la teneur en sucre avec un pointeur laser

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Lorsque la lumière passe à travers votre prisme, votre angle de réfraction dépend des indices de réfractivité de l`air et votre prisme.

Lorsque les rayons lumineux passent de l`air dans l`eau, ils se plient, parce que l`indice de réfraction de l`air est différent de l`indice de réfraction de l`eau. En d`autres termes, les rayons lumineux se déplacent à une vitesse différente dans l`air qu`ils ne le font dans l`eau. la loi de Snell décrit ce phénomène, en fournissant une relation mathématique entre l`angle d`incidence par rapport au rayon de lumière à une ligne perpendiculaire passant par l`eau, les indices de réfraction des deux matériaux à travers lequel circule la lumière, et l`angle de réfraction au niveau de laquelle la lumière se déplace à travers l`eau .


Plus l`indice de réfraction, plus les courbes de lumière. L`eau sucrée est plus dense que l`eau ordinaire, de sorte que l`eau de sucre a un indice de réfraction plus élevé que l`eau ordinaire. Ici, nous allons utiliser la physique de réfraction pour mesurer la teneur en sucre de l`eau.

Choses que vous devez

  • 5 lames de microscope, de 1 pouce par 3 pouces
  • Epoxy
  • Papier
  • Ruban
  • Pointeur laser
  • Ruban électrique
  • Calculatrice avec des fonctions trigonométriques
  • Mètre à ruban
  • Crayon
  • Sucre
  • Eau

Faire un prisme creux de Microscope Slides

  • Utilisez époxy pour coller ensemble les bords de quatre lames de microscope pour faire un prisme rectangulaire.

  • Placer le prisme au-dessus d`une cinquième lamelle de microscope rectangulaire et coller le prisme de la glissière à l`aide d`époxy.




  • Permettre à l`époxy pour régler du jour au lendemain.

Mesurer l`indice de réfraction de l`eau de sucre

  • Mettre en place pour l`expérimentation. Couvrir un mur avec du papier pour faire des marques sur. Mettre en place le pointeur laser de telle sorte que le faisceau soit perpendiculaire à la paroi. Fixer le pointeur laser en place et vérifier périodiquement pour faire en sorte que son faisceau frappe toujours au même endroit lors du passage à travers l`air.

  • Dirigez le faisceau laser perpendiculairement à travers le prisme quand il est vide. Lorsque le prisme est vide, le faisceau ne doit pas être détourné. Marquez l`endroit où le faisceau laser frappe sur le mur. Placez un morceau de papier sous le laser et marquer le point où le faisceau est entré dans le prisme (les deux taches, ensemble, doivent former une ligne droite).

  • Remplir le prisme liquide. Diriger le faisceau laser à travers le prisme rempli de liquide. Le faisceau va frapper le mur à une certaine distance de la marque originale. Marquer le faisceau. Mesurer la distance entre ces deux points, la distance A. Mesurer la distance entre le prisme à la paroi, la distance B.

  • Avec les deux distances que vous avez mesuré à l`étape 3, vous pouvez calculer l`angle auquel le faisceau a frappé le mur - en d`autres termes, son angle de réfraction après le passage à travers le prisme. Calculer cet angle en trouvant la tangente inverse (distance A divisé par la distance B).

  • Utilisez la loi de Snell, ainsi que l`angle que vous avez calculé à l`étape 4, pour déterminer l`indice de réfraction de votre liquide. D`après la loi de Snell, l`indice de réfraction relatif de deux matériaux, ou n2 / n1 (n2 = indice de réfraction de la deuxième matière, n1 = indice de réfraction du premier matériau) est égal au sinus de l`angle d`incidence, divisé par le sinus de l`angle de réfraction. Vous visez votre pointeur laser perpendiculaire au prisme, de sorte que votre angle d`incidence est de 90. Vous avez calculé votre angle de réfraction à l`étape 4. Et enfin, l`indice de réfraction de l`air (n1) est 1.0003.

  • Créer 1 pour cent, 5 pour cent, 10 pour cent, et 50 solutions pour cent de sucre. Répétez les étapes 3 à 5 pour déterminer leurs indices de réfraction. Graphiquement la concentration en sucre par rapport à l`angle de réfraction. Comparez vos indices de réfraction pour des concentrations connues à l`indice de réfraction que vous avez calculé à l`étape 5. Estimer la concentration en sucre pour votre solution inconnue.

Conseils & Avertissements

  • Même lasers minimum puissance peuvent provoquer des lésions oculaires. Familiarisez-vous avec l`utilisation du laser en toute sécurité avant de tenter cette expérience.

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