როდესაც სინათლის სხივები ჰაერიდან წყალში გადადის, ისინი იხრებიან, რადგან ჰაერის რეფრაქციის ინდექსი განსხვავდება წყლის გარდატეხის ინდექსისგან. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, სინათლის სხივები სხვა სიჩქარით მოძრაობენ ჰაერში, ვიდრე წყალში. სნელის კანონი აღწერს ამ ფენომენს, რომელიც უზრუნველყოფს მათემატიკურ კავშირს სინათლის სხივის კუთხეს შორის სიხშირე წყალში გატარებული პერპენდიკულარული ხაზის მიმართ, ორივე მასალის რეფრაქციული ინდექსები რომელი მსუბუქი მოგზაურობებიდა გარდატეხის კუთხე, რომლის დროსაც სინათლე წყალში მოძრაობს.
რაც უფრო დიდია რეფრაქციის ინდექსი, მით უფრო მეტად იხრება შუქი. შაქრის წყალი უფრო მკვრივია, ვიდრე უბრალო წყალი, ამიტომ შაქრის წყალს აქვს გარდატეხის უფრო მაღალი ინდექსი, ვიდრე უბრალო წყალი. აქ გამოვიყენებთ რეფრაქციის ფიზიკას წყლის შაქრიანობის გასაზომად.
განათავსეთ პრიზმა მეხუთე მართკუთხა მიკროსკოპის სლაიდის თავზე და ეპოქსიდის გამოყენებით წაუსვით პრიზმა სლაიდს.
ექსპერიმენტებისთვის დაყენება. დაფარეთ კედელი ქაღალდით, რომ მოხდეს მარკირება. დააყენეთ ლაზერის მაჩვენებელი ისე, რომ მისი სხივი კედელზე პერპენდიკულარული იყოს. შეასწორეთ ლაზერის მაჩვენებელი ადგილზე და პერიოდულად შეამოწმეთ, რომ მისი სხივი მუდმივად მოხვდეს იმავე ადგილზე ჰაერის გავლისას.
მიმართეთ ლაზერის სხივს პერპენდიკულურად პრიზმაში, როდესაც ის ცარიელია. როდესაც პრიზმა ცარიელია, სხივი არ უნდა გადაიტანოს. მონიშნეთ ლაზერის სხივი კედელზე მოხვედრილი ადგილი. ლაზერის ქვეშ მოათავსეთ ქაღალდის ნაჭერი და მონიშნეთ წერტილი, რომელზეც სხივი შემოვიდა პრიზმაში (ორი ლაქა ერთად უნდა შექმნას სწორი ხაზი).
შეავსეთ პრიზმა სითხით. დაუმიზნეთ ლაზერის სხივი თხევადი პრიზმით. სხივი კედელზე მოხვდება ორიგინალური ნიშნისგან გარკვეულ მანძილზე. მონიშნე სხივი. გაზომეთ მანძილი ამ ორ წერტილს შორის, მანძილი A. გაზომეთ მანძილი პრიზმიდან კედლამდე, მანძილი B.
ნაბიჯი 3-ში გაზომული ორი მანძილის საშუალებით შეგიძლიათ გამოთვალოთ ის კუთხე, რომელზეც სხივი მოხვდა კედელზე - სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, მისი გარდატეხის კუთხე პრიზმაში გავლის შემდეგ. გამოთვალეთ ეს კუთხე შებრუნებული ტანგენტის (A მანძილი გაყოფილი B მანძილზე) მოძიებით.
თქვენი სითხის რეფრაქციის ინდექსის დასადგენად გამოიყენეთ Snell- ის კანონი, იმ კუთხესთან ერთად, რომელიც გამოანგარიშეთ მე -4 ეტაპზე. სნელის კანონის თანახმად, ორი მასალის რეფრაქციის ფარდობითი ინდექსი, ან n2 / n1 (n2 = მეორე მასალის გარდატეხის ინდექსი, n1 = პირველი მასალის გარდატეხის ინდექსი) ტოლია სიხშირის კუთხის სინუსი, დაყოფილია კუთხის სინუსზე რეფრაქცია. თქვენ მიზნად ისახავთ თქვენს ლაზერულ მაჩვენებელს პრიზმის პერპენდიკულარულად, ამიტომ თქვენი სიხშირის კუთხე 90-ია. თქვენ გაანგარიშეთ რეფრაქციის თქვენი კუთხე მე -4 ეტაპზე. დაბოლოს, ჰაერის გარდატეხის ინდექსი (n1) არის 1.0003.
შექმენით შაქრის 1 პროცენტი, 5 პროცენტი, 10 პროცენტი და 50 პროცენტიანი ხსნარი. გაიმეორეთ ნაბიჯები 3 – დან 5 – მდე, რომ განსაზღვროთ მათი რეფრაქციის ინდექსები. დიაგრამა შაქრის კონცენტრაცია გარდატეხის კუთხისა. შეადარეთ რეფრაქციის თქვენი ინდექსები ცნობილი კონცენტრაციებისთვის და რეფრაქციის ინდექსთან, რომელიც გამოითვალეთ მე -5 ეტაპზე შეაფასეთ შაქრის კონცენტრაცია თქვენი უცნობი ხსნარისთვის.