Student: Krzysztof MICHALAK 84092 14.III.98.
Wydzia: Mechaniczny
Kierunek: MBM
Grupa: B
Sprawozdanie z wiczenia laboratoryjnego fizyki, numer 89.
Temat: POMIAR WYMUSZONEJ AKTYWNOCI OPTYCZNEJ
Celem wiczenia jest zapoznanie si ze zjawiskiem Faradaya, polegajcym na indukowaniu polem magnetycznym dwójomnoci koowej w orodkach pierwotnie izotropowych, pomiar staej Verdeta.
Przebieg wiczenia:
Ukad pomiarowy:
gdzie:
L - lampa sodowa
A - amperomierz prdu staego
P - przecznik zmiany kierunku prdu ( pooenie 1, 2 )
W - wycznik
S - solenoid z próbk w rodku
Odczyt pooenia analizatora dla próbki SF1 ( zerowanie analizatora ) przy wyczonym obiegu prdu w solenoidzie:
Numer pomiaru: |
Odczytany kt:
|
Bd bezwzgldny pomiaru:
|
Bd wzgldny pomiaru:
|
1 |
177,3 |
0,06 |
0,03 |
2 |
177,2 |
0,04 |
0,02 |
3 |
177,3 |
0,06 |
0,03 |
4 |
177,3 |
0,06 |
0,03 |
5 |
177,2 |
0,04 |
0,02 |
6 |
177,3 |
0,06 |
0,03 |
7 |
177,2 |
0,04 |
0,02 |
8 |
177,1 |
0,14 |
0,08 |
9 |
177,2 |
0,04 |
0,02 |
10 |
177,3 |
0,06 |
0,03 |
Warto rednia:
|
177,24 |
0,06 |
0,02 |
|
0 = 177,24
|
|
|
Bd bezwzgldny 
pomiaru kta 
przy wyczonym obiegu prdu w solenoidzie
wyznaczyem poprzez obliczenie redniej wartoci mierzonej wielkoci:
=177,24 °
Nastpnie dokonaem oblicze ( w celu uproszczenia operacji matematycznych posuyem si moduami tych e wielkoci ) bdów poszczególnych pomiarów:
=0,06 °
=0,04 °
=0,06 °
Jako, e rozrzut pomiarów jest niewielki ( rónica pomidzy skrajnymi wartociami nie przekracza dziesitej czci procenta ) liczb pomiarów przyjmuje jako wystarczajc do wyznaczenia redniego bdu bezwzgldnego poniszym sposobem:
=0,06 °
ostatecznie odczytany kt przyjmuje warto:
=177,24 ± 0,06 °
Odczyt pooenia analizatora dla próbki SF1 przy wczanym naprzemiennie ( raz przepyw „w lewo”, a nastpnie „w prawo” ) obiegu prdu w solenoidzie:
Natenie prdu: I [ A ] |
Kt odczytany:
|
Kt skrcenia:
|
Kt odczytany:
|
Kt skrcenia:
|
|
177,8 |
0,56 |
176,8 |
0,44 |
0,5 |
177,7 |
0,46 |
176,8 |
0,44 |
|
177,8 |
0,56 |
176,9 |
0,34 |
|
178 |
0,76 |
176,2 |
1,04 |
1 |
178 |
0,76 |
176,3 |
0,94 |
|
178 |
0,76 |
176,2 |
1,04 |
|
178,8 |
1,56 |
175,7 |
1,54 |
1,5 |
178,8 |
1,56 |
175,7 |
1,54 |
|
178,8 |
1,56 |
175,8 |
1,44 |
|
179,3 |
2,06 |
175,1 |
2,14 |
2 |
179,3 |
2,06 |
175,15 |
2,09 |
|
179,2 |
1,96 |
175,1 |
2,14 |
|
179,8 |
2,56 |
174,7 |
2,54 |
2,5 |
179,8 |
2,56 |
174,7 |
2,54 |
|
179,8 |
2,56 |
174,7 |
2,54 |
|
0,4 |
3,16 |
174,1 |
3,14 |
3 |
0,4 |
3,16 |
174,1 |
3,14 |
|
0,4 |
3,16 |
174,1 |
3,14 |
|
1 |
3,76 |
173,6 |
3,64 |
3,5 |
1 |
3,76 |
173,65 |
3,59 |
|
1 |
3,76 |
173,6 |
3,64 |
|
1,5 |
4,26 |
173,15 |
4,09 |
4 |
1,4 |
4,16 |
173 |
4,24 |
|
1,45 |
4,21 |
173,1 |
4,14 |
Tak wyznaczony kt skrcenia jest obarczony bdem, który wyznaczam analogicznie jak przedstawiem to w przypadku wyznaczania kta „zerowego” ( gdy I=0, B=0 ). Wyniki oblicze przedstawiam w poniszy zestawieniu tabel:
Natenie prdu: I [ A ] |
Kt skrcenia:
|
Bd bezwzgldny pomiaru:
|
Bd wzgldny pomiaru:
|
|
0,56 |
0,09 |
16,67 |
|
0,46 |
0,01 |
1,45 |
0,5 |
0,56 |
0,09 |
16,67 |
|
0,44 |
0,03 |
6,06 |
|
0,44 |
0,03 |
6,06 |
|
0,34 |
0,13 |
37,25 |
Warto rednia: |
0,47 |
0,06 |
14,03 |
|
1 = 0,47
|
|
|
|
|
|
|
Natenie prdu: I [ A ] |
Kt skrcenia:
|
Bd bezwzgldny pomiaru:
|
Bd wzgldny pomiaru:
|
|
0,76 |
0,12 |
16,23 |
|
0,76 |
0,12 |
16,23 |
1 |
0,76 |
0,12 |
16,23 |
|
1,04 |
0,16 |
15,06 |
|
0,94 |
0,06 |
6,03 |
|
1,04 |
0,16 |
15,06 |
Warto rednia: |
0,88 |
0,12 |
14,14 |
|
2 = 0,88
|
|
|
|
|
|
|
Natenie prdu: I [ A ] |
Kt skrcenia:
|
Bd bezwzgldny pomiaru:
|
Bd wzgldny pomiaru:
|
|
1,56 |
0,03 |
1,71 |
|
1,56 |
0,03 |
1,71 |
1,5 |
1,56 |
0,03 |
1,71 |
|
1,54 |
0,01 |
0,43 |
|
1,54 |
0,01 |
0,43 |
|
1,44 |
0,09 |
6,48 |
Warto rednia: |
1,53 |
0,03 |
2,08 |
|
3 = 1,53
|
|
|
|
|
|
|
Natenie prdu: I [ A ] |
Kt skrcenia:
|
Bd bezwzgldny pomiaru:
|
Bd wzgldny pomiaru:
|
|
2,06 |
0,01 |
0,73 |
|
2,06 |
0,01 |
0,73 |
2 |
1,96 |
0,11 |
5,87 |
|
2,14 |
0,06 |
3,04 |
|
2,09 |
0,01 |
0,72 |
|
2,14 |
0,06 |
3,04 |
Warto rednia: |
2,08 |
0,05 |
2,35 |
|
4 = 2,08
|
|
|
|
|
|
|
Natenie prdu: I [ A ] |
Kt skrcenia:
|
Bd bezwzgldny pomiaru:
|
Bd wzgldny pomiaru:
|
|
2,56 |
0,01 |
0,39 |
|
2,56 |
0,01 |
0,39 |
2,5 |
2,56 |
0,01 |
0,39 |
|
2,54 |
0,01 |
0,39 |
|
2,54 |
0,01 |
0,39 |
|
2,54 |
0,01 |
0,39 |
Warto rednia: |
2,55 |
0,01 |
0,39 |
|
5 = 2,55
|
|
|
|
|
|
|
Natenie prdu: I [ A ] |
Kt skrcenia:
|
Bd bezwzgldny pomiaru:
|
Bd wzgldny pomiaru:
|
|
3,16 |
0,01 |
0,32 |
|
3,16 |
0,01 |
0,32 |
3 |
3,16 |
0,01 |
0,32 |
|
3,14 |
0,01 |
0,32 |
|
3,14 |
0,01 |
0,32 |
|
3,14 |
0,01 |
0,32 |
Warto rednia: |
3,15 |
0,01 |
0,32 |
|
6 = 3,15
|
|
|
|
|
|
|
Natenie prdu: I [ A ] |
Kt skrcenia:
|
Bd bezwzgldny pomiaru:
|
Bd wzgldny pomiaru:
|
|
3,76 |
0,07 |
1,82 |
|
3,76 |
0,07 |
1,82 |
3,5 |
3,76 |
0,07 |
1,82 |
|
3,64 |
0,05 |
1,42 |
|
3,59 |
0,10 |
2,83 |
|
3,64 |
0,05 |
1,42 |
Warto rednia: |
3,69 |
0,07 |
1,85 |
|
7 = 3,69
|
|
|
|
|
|
|
Natenie prdu: I [ A ] |
Kt skrcenia:
|
Bd bezwzgldny pomiaru:
|
Bd wzgldny pomiaru:
|
|
4,26 |
0,08 |
1,80 |
|
4,16 |
0,02 |
0,56 |
4 |
4,21 |
0,03 |
0,63 |
|
4,09 |
0,09 |
2,28 |
|
4,24 |
0,06 |
1,34 |
|
4,14 |
0,04 |
1,05 |
Warto rednia: |
4,18 |
0,05 |
1,28 |
|
8 = 4,18
|
|
|
Indukcje magnetyczn mona wyznaczy na podstawie danych pomiarowych i posugujc si wzorem:
gdzie:
- wyznaczana indukcja magnetyczna panujca w orodku.
- przenikalno magnetyczna próni ( 
)
- wzgldna przenikalno magnetyczna orodka ( 
)
- liczba zwojów solenoidu przypadajca na jednostk dugoci ( w tym przypadku mamy 
)
- natenie prdu w obwodzie.
Wobec powyszego powstaa tabela wyników:
Natenie prdu: I [ A ] |
Bd: I [ A ] |
Bd: [ % ] |
Indukcja: B [ T ] |
Błąd: B [ T ] |
Bd: [ % ] |
0,5 |
0,004 |
0,8 |
0,00392 |
0,00003 |
0,8 |
1 |
0,008 |
0,8 |
0,00785 |
0,00006 |
0,8 |
1,5 |
0,008 |
0,5 |
0,01177 |
0,00006 |
0,5 |
2 |
0,015 |
0,8 |
0,0157 |
0,00012 |
0,8 |
2,5 |
0,015 |
0,6 |
0,0196 |
0,00012 |
0,6 |
3 |
0,015 |
0,5 |
0,0235 |
0,00012 |
0,5 |
3,5 |
0,04 |
1,1 |
0,0275 |
0,00031 |
1,1 |
4 |
0,04 |
1,0 |
0,0314 |
0,00031 |
1,0 |
Sta Verdeta mona wyznaczy na podstawie danych pomiarowych i wzoru:
po przeksztaceniu:
gdzie:
- wyznaczana staa Verdeta.
- kt skrcenia paszczyzny polaryzacji.
- dugo próbki ( w tym przypadku badana bya próbka o dugoci 
, oznaczona symbolem SF1 )
W powyej przedstawionych wzorach i biorc pod uwag liniow ( w przyblieniu ) zaleno pomidzy nateniem prdu w obwodzie ( co dowiedzione zostao niniejszym wiczeniem ), a ktem skrcania paszczyzny polaryzacji mona zauway, i iloczyn wielkoci fizycznych 
jest odpowiednikiem wspóczynnika prostej aproksymujcej wspomnian zaleno. Po zestawieniu wyników pomiarowych w tabeli:
Natenie prdu: I [ A ] |
Kt skrcenia:
|
Bd:
|
Bd:
|
Kt skrcenia:
|
Bd:
|
Bd:
|
0,5 |
0,47 |
0,06 |
13,3 |
0,0081 |
0,0011 |
13,3 |
1,0 |
0,88 |
0,12 |
14,0 |
0,0154 |
0,0022 |
14,0 |
1,5 |
1,53 |
0,03 |
2,0 |
0,0268 |
0,0005 |
2,0 |
2,0 |
2,08 |
0,05 |
2,3 |
0,0362 |
0,0008 |
2,3 |
2,5 |
2,55 |
0,01 |
0,4 |
0,0445 |
0,0002 |
0,4 |
3,0 |
3,15 |
0,01 |
0,3 |
0,0550 |
0,0002 |
0,3 |
3,5 |
3,69 |
0,07 |
1,9 |
0,0644 |
0,0012 |
1,9 |
4,0 |
4,18 |
0,05 |
1,3 |
0,0730 |
0,0009 |
1,3 |
wyznaczam ( posugujc si programem komputerowym ) równanie prostej aproksymujcej t zaleno:
(I)=aI
gdzie:
a=0,01815 rad./A
która to wielko jest obarczona bdem:
a=0,00017 rad./A
wobec tego staa Verdeta:
podstawiajc warto, otrzymuj:
sprawdzam zaleno na jednostkach:
jako bd staej Verdeta przyjmuje warto wyznaczon metod róniczki zupenej:
gdzie a jest to odchylenie standardowe wspóczynnika nachylenia prostej (I)=aI, zatem ostatecznie mog zapisa:
V=14,45 ± 0,14 rad./Tm
3. Wnioski:
Celem wiczenia byo zapoznanie si ze zjawiskiem skrcania paszczyzny polaryzacji. Niedokadno pomiaru kta skrcania paszczyzny polaryzacji, uzaleniona jest midzy innymi, od dokadnoci ustawienia jednakowego zaciemnienia obu poówek pola widzenia, co z kolei uwarunkowane jest widzeniem przez oko ludzkie. Bd nieidealnego ustawienia dwóch czci polaryzatora, staje si nieuwzgldnionym w wyniku, dodatkowym bdem. Bdy zego nastawienia i odczytu mona czciowo zniwelowa dziki wykonaniu kilku pomiarów dla tych samych badanych próbek.
Analizujc dane pomiarowe przy okazji wyznaczania staej Verdet'a doszedem do wniosku, i w rzeczywistoci nie mona przyjmowa, i jest to wielko staa. Mam tu na myli pominicie w przypadku powyszego wiczenia czynników zewntrznych, które maj wpyw na kt skrcania paszczyzny polaryzacji, a cilej mówic na skok o kt wartoci azymutu spolaryzowanej fali. Najlepiej obrazuje to wykres z naniesionymi supkami bdów i poprowadzon lini trendu, która moim zdaniem w tym przypadku nie obrazuje poprawnie badanej zalenoci skok o kt wartoci azymutu spolaryzowanej fali w zalenoci od natenia prdu. Mam na myli wpyw czynnika jakim jest temperatura badanej próbki, która to znajdujc si w solenoidzie pobieraa ciepo powstae na skutek strat energii na oporze ( jakim jest przewodnik ). Wyranie zarysowaa si tendencja zwykow warto odczytanego kta pomidzy pocztkiem pomiarów ( mae natenie prdu, a co za tym idzie maa temperatura przewodnika ), a kocowymi odczytami ( zwikszone natenie prdu, dugi czasu pracy obwodu, zwikszona oporno przewodnika na skutek podwyszonej jego temperatury miao wpyw na wynik pomiaru ).
Pomimo tego pozostaem przy takiej postaci wykresu, a zdecydowa o tym wpyw na wyniki pomiaru czynnika ludzkiego. Wraz z ( podanymi powyej zmianami ) postpem pomiaru nastpowao znaczne zmczenie narzdu wzroku co z pewnoci miao w porównaniu ze zmian temperatury wikszy wpyw na bdy pomiarów.
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
08, Cwiczenie 5 d, Krzysztof MICHALAK84092
Cwiczenie 20 b, Student: Krzysztof MICHALAK 84092
LAB89~1, Student: Krzysztof MICHALAK 84092
cwiczenie 9a, Krzysztof Bujko
Ćwiczenia ogólnorozwojowe dla dzieci 14 lat
77, Cwiczenie 77 e, Krzysztof Siero?
Ćwiczenie B10, Ćwiczenie B10, Krzysztof Wudarczyk
89, Cwiczenie 89 c, POLITECHNIKA WROC?AWSKA
ĆWICZENIA TEMAT 4 GRUPA 1 6 04 14 OK
Krzysztof Michalski Heidegger filozof i czas
RKdI TRiL s I sem 5 ćwiczenia 23, 30 XI, 7, 14, 21 XII 2011
Krzysztof Michalski Heidegger i filozofia wspczesna 1
KRZYSZTOF MICHALSKI Heidegger
cwiczenie 14 id 125164 Nieznany
więcej podobnych podstron