WGiG

Imię i nazwisko :

1. Mateusz Barwiński
2. Marcin Dragan

Rok :

II

Grupa :

I

Zespół :

3

Pracownia
fizyczna

Temat :Współczynnik załamania światła dla ciał
stałych

Nr ćwiczenia :

51

Data
wykonania :

Data oddania :

Zwrot do
poprawy :

Data
oddania :

Data
zaliczenia :

OCENA :

Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie współczynnika załamania swiatła dla szkła i

pleksiglasu metodą pomiaru grubosci pozornej za pomocą mikroskopu.

Wprowadzenie:

Na granicy dwóch ośrodków światło ulega załamaniu . Z prawa załamania wiemy że:

sin 

sin 

=

v

1

v

2

=

n

2

n

1

=

n

21

−



-kąt padania

−



-kąt załamania

−

v

1

-prędkość światła w ośrodku 1

−

v

2

-prędkość światła w ośrodku 2

Stosunek prędkości światła w ośrodku pierwszym do prędkości światła w ośrodku 2 nosi
nazwę względnego współczynnika załamania: n

21

=v

1

/v

2.

Współczynnik załamania danej

substancji

Przyrządy:

Śruba mikrometryczna, mikroskop optyczny, płytki (szklane, pleksiglasowe ), filtry optyczne.
Mikrometr umożliwia pomiar z dokładnością 0.01mm, a mikroskop z dokładnością 0.01mm.

Tabele pomiarowe:

Materiał: szklo

lp.

Grubość rzeczywistość

Wskazania czujnika

Grubość pozorna

Współczynnik
załamania

d [mm]

A

d

[mm]

A

g

[mm]

h=a

d

-a

g

[mm]

n=d/h

1

2,22

1,46

0

1,46

1,52

2

2,22

1,45

0

1,45

1,53

3

2,24

1,46

0

1,46

1,53

4

2,24

1,47

0

1,47

1,52

5

2,23

1,45

0

1,45

1,54

6

2,23

1,45

0

1,45

1,54

7

2,23

1,46

0

1,46

1,53

8

2,24

1,47

0

1,47

1,52

9

2,25

1,45

0

1,45

1,55

10

2,22

1,48

0

1,48

1,50

Wartosc srednia n

1,529

Materiał:pleksiglas

lp.

Grubość rzeczywistość

Wskazania czujnika

Grubość pozorna

Współczynnik
załamania

d [mm]

A

d

[mm]

A

g

[mm]

h=a

d

-a

g

[mm]

n=d/h

1

1,50

1,00

0

1,00

1,50

2

1,50

1,04

0

1,04

1,44

3

1,49

0,99

0

0,99

1,51

4

1,50

0,99

0

0,99

1,52

5

1,50

1,01

0

1,01

1,49

6

1,49

0,98

0

0,98

1,52

7

1,49

1,02

0

1,02

1,46

8

1,48

1,00

0

1,00

1,48

9

1,50

0,99

0

0,99

1,52

10

1,49

0,99

0

0,99

1,51

Wartosc srednia n

1,50

Badania zaleznosci n(



)

Material: Szklo

Grubosc rzeczywista z tabeli

Dlugosc fali 

Wskazania czujnika

Grubosc
pozorna

Wspolczynnik
zalamania

Wartosc
srednia

A

d

[mm]

A

g

[mm]

h=a

d

-a

g

[mm]

n=d/h

n

I

Zolte
0,59

1

1,46

0

1,46

1,52

2

1,46

0

1,46

1,52

3

1,47

0

1,47

1,52

1,52

II

Zielone
0,50

1

1,46

0

1,46

1,53

2

1,45

0

1,45

1,54

3

1,44

0

1,44

1,55

1,54

III

Niebieskie
0,48

1

1,47

0

1,47

1,52

2

1,48

0

1,48

1,51

3

1,47

0

1,47

1,53

1,52

IV

Czerwone
0,63

1

1,45

0

1,45

1,53

2

1,48

0

1,48

1,50

3

1,46

0

1,46

1,52

1,52

Opracowanie wynikow pomiarow.
Obliczamy wartossc srednia wspolczynnika zalamania n dla kazdej badanej plytki.
Szklo oswietlone bialym swiatlem

x

sr

=

i =1

n

x

i

n

x

sr

=

i =1

10

1,521,531,53 1,521,541,551,531,521,551,50

10

=

1,53

Pleksiglas oswietlone bialym swiatlem

x

sr

=

1,49

Szklo oswietlone zoltym swiatlem

X

sr

=

1,52

Szklo oswietlone zielonym swiatlem

X

sr

=

1,54

Szklo ostwietlone niebieskim swiatlem

X

sr

=

1,52

Szklo oswietlone czerwonym swiatlem

X

sr

=

1,52

Szacujac niepewnosc standartowa typu B wyznaczam grubosc plytki rzeczywistej
Korzystając z prawa przenoszenia niepewności szacuję grubość płytki pozornej.

u

B

=





i=1

n



x− x

sr



2

n n−1

u

c

=



u

2



x

1



u

2



x

2



Niepewnosc B: Rzeczywista grubosc dla szkla
Srednia grubosc rzeczywista szkla: 2,23

u

B

=





2,22−2,32

2



2,22 −2,32

2



2,24−2,32

2



2,24−2,32

2



2,23−2,32

2

10∗9





2,23−2,32

2



2,23−2,32

2



2,24−2,32

2



2,25−2,32

2



2,22−2,32

2

10∗9

=

0,003

Niepewnosc B: Pozorna grubosc dla szkla
Srednia gruposc pozorna szkla: 1,46

u

c

=

0,076

Niepewnosc B: Rzeczywista grubosc dla pleksiglas
Srednia grubosc rzeczywista szkla: 1,49

u

B

=

0,003

Niepewnosc B: Pozorna grubosc dla pleksiglas
Srednia gruposc pozorna szkla: 1,00

u

c

=

0,076

Niepewnosc B: Pozorna grubosc dla szkła i żółtego filtra
Srednia gruposc pozorna szkla: 1,46

u

c

=

0,076

Niepewnosc B: Pozorna grubosc dla szkła i zielonego filtra
Srednia gruposc pozorna szkla: 1,45

u

c

=

0,076

Niepewnosc B: Pozorna grubosc dla szkła i niebieskiego filtra
Srednia gruposc pozorna szkla: 1,47

u

c

=

0,076

Niepewnosc B: Pozorna grubosc dla szkła i czerwonego filtra
Srednia gruposc pozorna szkla: 1,46

u

c

=

0,076

Szacuje wzgladna wartosc niepewnosci calkowitej wspolczynnika zalamania z prawa
przenoszenia niepewnosci, korzystajac ze wzoru:

u

p



d =

0,01



3

=

0,006

u

p



h=

0,01



3

=

0,006

Niepewnosc pomiarowa przyrządów

(

)

(

)

(

)

(

)

ego

wielokrotn

pomiaru

z

wynikajaca

niepewnośi

u

h

u

n

n

h

h

h

u

h

u

h

u

d

u

n

n

d

d

d

u

d

u

d

u

n

n

d

d

d

u

po

p

i

p

po

C

p

i

p

po

C

i

po

−

+















−

−

Σ

=

+

=

+















−

−

Σ

=

+

=

−

−

Σ

=

2

2

2

2

2

2

2

2

2

)

(

)

1

(

)

(

)

(

))

(

(

)

(

)

(

)

1

(

)

(

)

(

))

(

(

)

(

)

1

(

)

(

)

(

u n 

n

=





u d 

d



2



u h 

h



2

Dla szkła:

u



n
n

=

0,0027

Dla pleksi

u



n
n

=

0,0059

Dla żółtego

u



n
n

=

0,0048

Dla zielonego

u



n
n

=

0,008

Dla niebieskiego

u



n
n

=

0,006

Dla czerwonego

u



n
n

=

0,015

Obliczam u(n) ze wzoru

pomiarów

liczba

m

m

m

n

n

n

u

i

−

−

−

Σ

=

)

1

(

)

(

)

(

2

Zapisuje otrzymane wartosci wspolczynnika zalamania wraz z obliczonymi niepewnosciami i
porownoje je z wartosciami tablicowymi

Rodzaj materialu

Nśr

u(n)

n

tab

Szkło

1,53

0,0027

1,5-1,9

Pleksi

1,49

0,0059

1,4-1,6

Szkło + żółty

1,52

0,0048

Szkło + zielony

1,54

0,008

Szkło + niebieski

1,52

0,006

Szkło + czerwony

1,52

0,015

Wnioski:

Na podstawie szeregu pomiarów i doświadczeń stwierdiliśmyna współczynnik

załamania światła wpływa rodzaj i grubosć ośrodka przez który światło przechodzi, ale
również kolor światła