A mérés elvi alapja:
A vizsgálathoz az optikai korongra, -ami fokonként be van osztva,- egy üveg (vagy plexi) félkorongot helyezünk el úgy, hogy a forgatható korong középpontja és az üveg félkorong középpontja egy helyre kerüljön. Ez azért lényeges, mert a középpontba, a sík felületre beeső fénysugár megtörik, de a hengerpaláston kilépéskor -a hengerpalást és a fény elvileg 90°-ot zár be ezért a fény nem törik meg - a tapasztalat szerint nem, s így a korong szélén lévő skálán leolvasható a beesési merőlegessel bezárt szög. A kilépő fénysugarat megtört fénysugárnak, a szögét pedig törési szögnek (b) nevezzük. A belépő fénysugár szögét beesési szögnek (a) nevezzük. Változtassuk a beesési szöget (a), és jegyezzük fel a hozzájuk tartozó törési szögeket! Azt tapasztaljuk, hogy a felületre merőlegesen érkező fénysugár nem törik meg, minden más esetben a törési szög kisebb a beesési szögnél. Más kapcsolatot nem tudunk felfedezni. Ha a szögek szinuszát nézzük, akkor azt tapasztaljuk, hogy a beesési szög szinusza (sina) egyenesen arányos a törési szög szinuszával (sinb). Az arányossági tényező a két közegre jellemző, neve a második közegnek az elsőre vonatkozó törésmutatója, jele: n12. Tehát: .
Eszközök:
Optikai korong, üveg (vagy plexi) félkorong, fényforrás (lézer is lehet)
A mérés menete:
Változtassuk a beesési szöget, majd olvassuk le és jegyezzük fel a hozzájuk tartozó beesési és törési szöget. Ezen adatokból számoljuk ki a törésmutatót.
Beesési szög (a) |
Törési szög (b) |
Törésmutató (n12) |
30° |
20° |
1,46 |
40° |
25° |
1,52 |
50° |
32° |
1,44 |
60° |
36° |
1,47 |
70° |
40° |
1,46 |
80° |
42° |
1,47 |
85° |
- |
Teljes visszaverődés következett be |
Törésmutató (n12) átlaga: 1,47. Vagyis a levegő-üveg törésmutatója 1,47.
Mérési hiba:
A mérési hiba abból adódhat, hogy az optikai korongról a törési szög (b) értéke pontatlanul lett leolvasva, valamint a beesési szög pontatlan beállítása is előfordulhatott.