How to get your readings without touching any apparatus

Chydonns Daniel

19 Oct 202251:08

Summary

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Takeaways

😀 Das Skript beschreibt, wie man eine graphische Darstellung der Brechung des Lichts unter Verwendung von Snells Gesetz erstellt.
😀 Die Achsen des Diagramms repräsentieren den Sinus des Einfallswinkels (vertikal) und den Sinus des Brechungswinkels (horizontal).
😀 Jede kleine Linie im Diagramm entspricht einem Abstand von 0,01 Einheiten.
😀 Der Refraktionsindex wird durch den Anstieg der besten Passlinie (Line of Best Fit) berechnet.
😀 Um den Anstieg der besten Passlinie zu berechnen, wird ein rechtwinkliges Dreieck auf dem Diagramm gezeichnet, das etwa zwei Drittel des Diagramms abdeckt.
😀 Der Refraktionsindex für das Experiment liegt ungefähr bei 1,52, was innerhalb des akzeptablen Bereichs von 1,46 bis 1,54 liegt.
😀 Der Fehler im Anstieg wird durch die vertikale Streuung (W) und die Anzahl der geplotteten Punkte berechnet.
😀 Wenn der Refraktionsindex aus der besten Passlinie berechnet wird, sollte er mit dem theoretischen Wert übereinstimmen, der durch Snells Gesetz angegeben wird.
😀 Der Schnittpunkt der besten Passlinie mit der vertikalen Achse sollte bei Null liegen, was zeigt, dass das Experiment Snells Gesetz befolgt.
😀 Die Gleichung des Refraktionsindex basiert auf dem Verhältnis von sin(I) zu sin(R), was zu einer positiven Steigung der besten Passlinie führt.
😀 Das Skript betont, dass bei der grafischen Darstellung von Sinuswerten für Einfallswinkel und Brechungswinkel immer die richtige Skala und Einheiten berücksichtigt werden müssen.

Q & A

Was ist der erste Schritt bei der Erstellung eines Graphen?
-Der erste Schritt besteht darin, die gegebenen Datenpunkte auf dem Graphen zu plotten, wobei eine konsistente Skalierung für beide Achsen (vertikal und horizontal) verwendet wird.
Wie wird die Skalierung auf dem Graphen festgelegt?
-Die Skalierung auf dem Graphen wird so festgelegt, dass 2 cm eine Einheit von 0,1 darstellen, sowohl für die vertikale als auch für die horizontale Achse.
Was bedeutet der Begriff 'Line of Best Fit'?
-'Line of Best Fit' bezeichnet eine gerade Linie, die die Datenpunkte auf dem Graphen am besten darstellt. Sie gibt die Beziehung zwischen den beiden Variablen, wie z.B. dem Sinus des Einfallswinkels und dem Sinus des Brechungswinkels, wieder.
Wie wird die Steigung des Graphen berechnet?
-Die Steigung des Graphen wird berechnet, indem ein Dreieck auf dem Graphen gezeichnet wird, das die vertikale und horizontale Differenz der Punkte misst. Die Steigung gibt den Brechungsindex des Materials an.
Warum ist es wichtig, den Fehler in der Steigung zu schätzen?
-Der Fehler in der Steigung gibt Aufschluss über die Unsicherheit der Messwerte. Eine Schätzung des Fehlers ermöglicht es, den Bereich zu bestimmen, in dem der wahre Wert der Steigung liegen könnte.
Wie wird der Fehler in der Steigung geschätzt?
-Der Fehler in der Steigung wird unter Verwendung der Formel für die vertikale Streuung berechnet. Wenn nur ein Punkt aus der Linie der besten Anpassung herausfällt, wird eine gerade Linie durch diesen Punkt gezogen, um den vertikalen Abstand zu messen.
Was bedeutet es, wenn der Graph die vertikale Achse bei Null schneidet?
-Wenn der Graph die vertikale Achse bei Null schneidet, bedeutet dies, dass die Daten das Snell’sche Gesetz befolgen. Dies zeigt, dass der Brechungsindex korrekt berechnet wurde.
Was ist der Brechungsindex und wie wird er berechnet?
-Der Brechungsindex wird als Steigung der Linie der besten Anpassung berechnet. Er beschreibt das Verhältnis der Sinuswerte des Einfalls- und des Brechungswinkels und gibt an, wie stark das Licht in einem Medium gebrochen wird.
Was passiert, wenn mehr als ein Punkt aus der Linie der besten Anpassung herausfällt?
-Wenn mehr als ein Punkt auf der gegenüberliegenden Seite der Linie der besten Anpassung liegt, deutet dies darauf hin, dass es einen Fehler in der Messung oder der experimentellen Einrichtung gibt. In diesem Fall muss die Messung überprüft werden.
Warum wird der Brechungsindex manchmal als 1,48 angegeben?
-Der Brechungsindex wird als 1,48 angegeben, da dies der theoretische Wert ist, der durch das Snell’sche Gesetz berechnet wird. In der Praxis kann der Wert leicht variieren, was durch die Fehlerberechnung und den tatsächlichen Verlauf des Graphen erklärt wird.