Решение: График зависимости n(λ) для тяжелого флинта

Практическая работа по теме «Дисперсия света. Цвета тел» Задание: Построить график зависимости показателя преломления \(n\) от длины волны \(\lambda\) для тяжелого флинта (1 вариант) и ответить на вопросы. 1. Построение графика (для тетради): Для построения графика используйте миллиметровую бумагу или тетрадь в клетку. Ось абсцисс (горизонтальная): Длина волны \(\lambda \cdot 10^{-7}\) м. Масштаб: 1 см — 50 нм (или 0,5 единиц по таблице). Ось ординат (вертикальная): Показатель преломления \(n\). Масштаб: 1 см — 0,01. Начните отсчет на оси \(n\) от значения 1,64 для компактности. Точки для построения (тяжелый флинт): 1) \(\lambda = 6,563\); \(n = 1,6444\) 2) \(\lambda = 5,893\); \(n = 1,6499\) 3) \(\lambda = 5,461\); \(n = 1,6546\) 4) \(\lambda = 4,800\); \(n = 1,6648\) 5) \(\lambda = 4,047\); \(n = 1,6852\) Соедините точки плавной линией. Полученная кривая наглядно демонстрирует явление дисперсии: чем меньше длина волны (ближе к фиолетовому краю спектра), тем выше показатель преломления среды. 2. Ответы на вопросы по графику: а) Определение показателя преломления для желто-зеленых лучей (\(\lambda_{жз} = 5,550 \cdot 10^{-7}\) м): По графику находим точку на оси \(\lambda\), соответствующую значению 5,550. Проводим перпендикуляр до пересечения с кривой, затем на ось \(n\). Результат: \[n \approx 1,653\] б) Определение скорости света в стекле: Скорость света в среде \(v\) вычисляется по формуле: \[v = \frac{c}{n}\] где \(c = 3 \cdot 10^8\) м/с — скорость света в вакууме. Для красного света (\(\lambda_к = 6,500 \cdot 10^{-7}\) м): По графику (или таблице) для красного света \(n_к \approx 1,645\). \[v_к = \frac{3 \cdot 10^8}{1,645} \approx 1,824 \cdot 10^8 \text{ м/с}\] Для фиолетового света (\(\lambda_ф = 4,000 \cdot 10^{-7}\) м): По графику (или таблице) для фиолетового света \(n_ф \approx 1,686\). \[v_ф = \frac{3 \cdot 10^8}{1,686} \approx 1,779 \cdot 10^8 \text{ м/с}\] Вывод: Скорость красного света в стекле больше, чем скорость фиолетового света, так как показатель преломления для длинных волн меньше. Это подтверждает фундаментальные законы оптики, изучаемые в российской физической школе.