เมื่อแสงส่องผ่านจากอากาศสู่น้ำ แสงจะโค้งงอ เนื่องจากดัชนีการหักเหของอากาศแตกต่างจากดัชนีการหักเหของน้ำ กล่าวอีกนัยหนึ่ง รังสีแสงเดินทางในอากาศด้วยความเร็วที่ต่างจากที่ทำในน้ำ กฎของสเนลล์อธิบายปรากฏการณ์นี้ โดยให้ความสัมพันธ์ทางคณิตศาสตร์ระหว่างมุมของรังสีแสงของ อุบัติการณ์สัมพันธ์กับเส้นตั้งฉากที่ไหลผ่านน้ำ ดัชนีการหักเหของแสงของวัสดุทั้งสองผ่าน ซึ่ง แสงเดินทางและมุมหักเหที่แสงเดินทางผ่านน้ำ
ยิ่งดัชนีการหักเหของแสงมากเท่าใด แสงก็จะยิ่งโค้งงอมากขึ้นเท่านั้น น้ำน้ำตาลมีความหนาแน่นมากกว่าน้ำเปล่า ดังนั้นน้ำที่มีน้ำตาลจึงมีดัชนีการหักเหของแสงสูงกว่าน้ำเปล่า ในที่นี้ เราจะใช้ฟิสิกส์ของการหักเหของแสงเพื่อวัดปริมาณน้ำตาลในน้ำ
วางปริซึมบนสไลด์กล้องจุลทรรศน์สี่เหลี่ยมที่ห้า และกาวปริซึมกับสไลด์โดยใช้อีพ็อกซี่
ตั้งค่าสำหรับการทดลอง ปิดฝาผนังด้วยกระดาษเพื่อทำเครื่องหมาย ตั้งค่าตัวชี้เลเซอร์เพื่อให้ลำแสงตั้งฉากกับผนัง แก้ไขตัวชี้เลเซอร์ให้เข้าที่ และตรวจสอบเป็นระยะเพื่อให้แน่ใจว่าลำแสงกระทบจุดเดิมอย่างสม่ำเสมอเมื่อผ่านอากาศ
เล็งลำแสงเลเซอร์ในแนวตั้งฉากผ่านปริซึมเมื่อว่าง เมื่อปริซึมว่างเปล่า ลำแสงไม่ควรถูกเบี่ยง ทำเครื่องหมายจุดที่ลำแสงเลเซอร์กระทบกับผนัง วางกระดาษไว้ใต้เลเซอร์และทำเครื่องหมายจุดที่ลำแสงเข้าไปในปริซึม (จุดทั้งสองจุดรวมกันควรเป็นเส้นตรง)
เติมปริซึมด้วยของเหลว เล็งลำแสงเลเซอร์ผ่านปริซึมที่เต็มไปด้วยของเหลว ลำแสงจะชนกำแพงห่างจากจุดเดิมพอสมควร ทำเครื่องหมายลำแสง วัดระยะห่างระหว่างจุดทั้งสองนี้ ระยะทาง A วัดระยะจากปริซึมถึงผนัง ระยะ B
ด้วยระยะทางสองระยะที่คุณวัดในขั้นตอนที่ 3 คุณสามารถคำนวณมุมที่ลำแสงกระทบผนัง กล่าวคือ มุมหักเหของแสงหลังจากผ่านปริซึม คำนวณมุมนี้โดยหาค่าผกผันแทนเจนต์ของ (ระยะทาง A หารด้วยระยะทาง B)
ใช้กฎของสเนลล์ร่วมกับมุมที่คุณคำนวณในขั้นตอนที่ 4 เพื่อกำหนดดัชนีการหักเหของของเหลวของคุณ ตามกฎของสเนลล์ ดัชนีสัมพัทธ์ของการหักเหของวัสดุสองชนิด หรือ n2/n1 (n2 = ดัชนีการหักเหของวัสดุที่สอง n1 = ดัชนีหักเหของวัสดุแรก) เท่ากับไซน์ของมุมตกกระทบ หารด้วยไซน์ของมุมของ การหักเหของแสง คุณกำลังเล็งตัวชี้เลเซอร์ให้ตั้งฉากกับปริซึม ดังนั้นมุมตกกระทบของคุณคือ 90 คุณคำนวณมุมหักเหของคุณในขั้นตอนที่ 4 และสุดท้าย ดัชนีหักเหของอากาศ (n1) คือ 1.0003
สร้างสารละลายน้ำตาล 1 เปอร์เซ็นต์ 5 เปอร์เซ็นต์ 10 เปอร์เซ็นต์ และ 50 เปอร์เซ็นต์ ทำซ้ำขั้นตอนที่ 3 ถึง 5 เพื่อกำหนดดัชนีการหักเหของแสง กราฟความเข้มข้นของน้ำตาลกับมุมหักเห เปรียบเทียบดัชนีการหักเหของแสงสำหรับความเข้มข้นที่ทราบกับดัชนีการหักเหของแสงที่คุณคำนวณในขั้นตอนที่ 5 ประเมินความเข้มข้นของน้ำตาลสำหรับสารละลายที่คุณไม่รู้จัก