عندما تمر أشعة الضوء من الهواء إلى الماء ، فإنها تنحني ، لأن مؤشر انكسار الهواء يختلف عن مؤشر انكسار الماء. بعبارة أخرى ، تنتقل أشعة الضوء في الهواء بسرعة مختلفة عما تنتقل في الماء. يصف قانون سنيل هذه الظاهرة ، ويوفر علاقة رياضية بين زاوية شعاع الضوء الوقوع بالنسبة إلى الخط العمودي الذي يمر عبر الماء ، فهارس الانكسار لكلتا المادتين التي سفرة خفيفة، وزاوية الانكسار التي ينتقل عندها الضوء عبر الماء.
كلما زاد مؤشر الانكسار ، زاد انحناء الضوء. ماء السكر أكثر كثافة من الماء العادي ، لذلك فإن ماء السكر له معامل انكسار أعلى من الماء العادي. هنا ، سوف نستخدم فيزياء الانكسار لقياس محتوى السكر في الماء.
ضع المنشور أعلى شريحة مجهر مستطيلة خامسة ، وألصق المنشور بالشريحة باستخدام الإيبوكسي.
الاستعداد للتجريب. قم بتغطية الحائط بالورق لوضع العلامات عليه. قم بإعداد مؤشر الليزر بحيث يكون شعاعه متعامدًا على الحائط. ثبت مؤشر الليزر في مكانه وافحصه بشكل دوري للتأكد من أن شعاعها يضرب نفس البقعة باستمرار عند المرور عبر الهواء.
وجّه شعاع الليزر بشكل عمودي عبر المنشور عندما يكون فارغًا. عندما يكون المنشور فارغًا ، لا ينبغي تحويل الضوء. ضع علامة على البقعة التي يضرب فيها شعاع الليزر على الحائط. ضع قطعة من الورق أسفل الليزر وحدد النقطة التي دخلت فيها الحزمة إلى المنشور (يجب أن تشكل النقطتان ، معًا ، خطًا مستقيمًا).
املأ المنشور بالسائل. وجّه شعاع الليزر عبر المنشور المملوء بالسائل. ستصطدم الحزمة بالحائط على مسافة من العلامة الأصلية. ضع علامة على الشعاع. قس المسافة بين هاتين النقطتين ، المسافة أ. قم بقياس المسافة من المنشور إلى الحائط ، المسافة ب.
باستخدام مسافتين قمت بقياسهما في الخطوة 3 ، يمكنك حساب الزاوية التي اصطدم بها الشعاع بالجدار - بمعنى آخر ، زاوية الانكسار بعد المرور عبر المنشور. احسب هذه الزاوية بإيجاد المماس العكسي (المسافة أ على المسافة ب).
استخدم قانون سنيل ، جنبًا إلى جنب مع الزاوية التي حسبتها في الخطوة 4 ، لتحديد مؤشر انكسار السائل. وفقًا لقانون سنيل ، المؤشر النسبي لانكسار مادتين ، أو n2 / n1 (n2 = معامل انكسار المادة الثانية ، n1 = معامل انكسار المادة الأولى) يساوي جيب زاوية السقوط ، مقسومًا على جيب الزاوية الانكسار. أنت تصوب مؤشر الليزر الخاص بك بشكل عمودي على المنشور ، لذا فإن زاوية السقوط هي 90. لقد حسبت زاوية الانكسار في الخطوة 4. وأخيرًا ، مؤشر انكسار الهواء (n1) هو 1.0003.
اصنع محاليل سكر بنسبة 1 في المائة و 5 في المائة و 10 في المائة و 50 في المائة. كرر الخطوات من 3 إلى 5 لتحديد فهارس الانكسار. رسم بيانيًا لتركيز السكر مقابل زاوية الانكسار. قارن فهارس الانكسار الخاصة بك للتركيزات المعروفة بمؤشر الانكسار الذي حسبته في الخطوة 5. قدر تركيز السكر لمحلولك المجهول.