레이저 포인터로 설탕 함량을 측정하는 방법

콘텐츠

• 현미경 슬라이드로 중공 프리즘 만들기
• 설탕 물 굴절률 측정
• 경고

광선이 공기에서 물로 통과하면 공기의 굴절률이 물의 굴절률과 다르기 때문에 구부러집니다. 다시 말해, 광선은 물에서와 다른 속도로 공기에서 움직입니다. 스 넬스 법칙 (Snells law)은이 현상을 설명하며, 물을 통과하는 수직선에 대한 광선 입사각, 빛이 통과하는 두 재료의 굴절률 및 빛이 물을 통과하는 굴절각 사이의 수학적 관계를 제공합니다. .

굴절률이 클수록 빛이 더 많이 구부러집니다. 설탕 물은 일반 물보다 밀도가 높으므로 설탕 물은 일반 물보다 굴절률이 높습니다. 여기서 우리는 물의 당 함량을 측정하기 위해 굴절 물리학을 사용할 것입니다.

현미경 슬라이드로 중공 프리즘 만들기

직사각형 프리즘을 만들기 위해 에폭시를 사용하여 네 개의 현미경 슬라이드의 가장자리를 서로 붙입니다.

다섯 번째 직사각형 현미경 슬라이드 위에 프리즘을 놓고 에폭시를 사용하여 프리즘을 슬라이드에 붙입니다.

에폭시가 밤새도록 두십시오.

설탕 물 굴절률 측정

실험을 위해 설정하십시오. 종이로 벽을 덮어 표시하십시오. 빔이 벽과 수직이되도록 레이저 포인터를 설정하십시오. 레이저 포인터를 제자리에 고정하고 주기적으로 점검하여 공기를 통과 할 때 빔이 동일한 지점에 지속적으로 충돌하는지 확인하십시오.

프리즘이 비어있을 때 레이저 빔을 수직으로 조준하십시오. 프리즘이 비어 있으면 빔을 우회해서는 안됩니다. 레이저 빔이 벽에 닿는 지점을 표시하십시오. 레이저 아래에 종이를 놓고 빔이 프리즘에 들어간 지점을 표시합니다 (두 지점이 함께 직선을 형성해야 함).

프리즘을 액체로 채 웁니다. 액체로 채워진 프리즘을 통해 레이저 빔을 겨냥하십시오. 빔은 원래 표시에서 약간 떨어진 벽에 닿습니다. 빔을 표시하십시오. 이 두 지점 사이의 거리, 거리 A를 측정하십시오. 프리즘에서 벽까지의 거리, 거리 B를 측정하십시오.

3 단계에서 측정 한 두 거리를 사용하여 빔이 벽에 닿는 각도, 즉 프리즘을 통과 한 후의 굴절 각도를 계산할 수 있습니다. 역 탄젠트 (거리 A를 거리 B로 나눈 값)를 찾아이 각도를 계산합니다.

액체의 굴절률을 결정하려면 4 단계에서 계산 한 각도와 함께 스 넬스 법칙을 사용하십시오. 스 넬스 법칙에 따르면 두 재료의 상대 굴절률 또는 n2 / n1 (n2 = 두 번째 재료의 굴절률, n1 = 첫 번째 재료의 굴절률)은 입사각의 사인과 같습니다. 굴절 각도의 사인으로 나눈 값입니다. 레이저 포인터를 프리즘에 수직으로 향하게하므로 입사각은 90입니다. 4 단계에서 굴절 각도를 계산했습니다. 마지막으로 공기의 굴절률 (n1)은 1.0003입니다.

설탕의 1 %, 5 %, 10 % 및 50 % 용액을 만듭니다. 굴절률을 결정하려면 3 ~ 5 단계를 반복하십시오. 설탕 농도와 굴절각을 그래프로 나타내십시오. 알려진 농도에 대한 굴절률을 5 단계에서 계산 한 굴절률과 비교하십시오. 알 수없는 용액의 당 농도를 추정하십시오.

경고