Lab 3 - Współczynnik załamania światła dla Ciał Stałych, Sprawozdanie 3 (Współczynnik Załamania Światła), Wydział


Wydział

WEiP

Imię i nazwisko

1. Michał Musiał

2. Mateusz Nowak

Rok

2010

Grupa

II

Zespół

II

PRACOWNIA

FIZYCZNA

WFiIS AGH

Temat:

Współczynnik załamania światła dla ciał stałych

Nr ćwiczenia

51

Data wykonania

08.11.2010

Data oddania

15.11.2010

Zwrot do popr.

15.11.2010

Data oddania

22.11.2010

Data zaliczenia

OCENA

Cel ćwiczenia: Wyznaczenie współczynnika załamania światła dla ciał stałych metodą mikroskopu.

Aparatura: W ćwiczeniu wyznacza się współczynnik załamania światła dla ciał stałych na podstawie pomiaru pozornej grubości płytki za pomocą mikroskopu oraz grubości rzeczywistej za pomocą śruby mikrometrycznej. Przesunięcie związane z nastawieniem ostrości na górną i dolną powierzchnię płytki mierzy czujnik zegarowy sprzężony z mechanizmem przesuwu tubusa mikroskopu. Elementami, dla których mierzymy współczynnik załamania światła, są płytki płaskorównoległe za szkła i pleksiglasu. Pomiar w świetle w przybliżeniu monochromatycznym umożliwiają filtry barwne.

Wykonanie ćwiczenia: Za pomocą śruby mikrometrycznej mierzymy grubość płytki w pobliżu narysowanych na niej kresek. Następnie umieszczamy płytkę na stoliku mikroskopu, ustawiamy tubus na ostre widzenie kreski górnej i zerujemy wskazanie czujnika zegarowego. Wyostrzamy widok na kreskę dolną i odczytujemy wskazanie zegara. Pomiar powtarzamy 10 krotnie. Tak samo postępujemy z drugą płytką. Kolejnym etapem doświadczenia jest wyznaczenie współczynnika załamania światła dla wybranej płytki w świetle monochromatycznym przy użyciu filtrów.

Wyniki pomiarów i obliczenia:

Materiał: Szkło

Lp.

Grubość rzeczywista

Wskazanie czujnika

Grubość pozorna

Współczynnik załamania światła

d

ad

ag

h = |ad - ag|

n=0x01 graphic

[mm]

[mm]

[mm]

[mm]

1

2,25

1,5

0

1,5

1,50

2

2,27

1,51

0

1,51

1,50

3

2,26

1,46

0

1,46

1,55

4

2,25

1,47

0

1,47

1,53

5

2,26

1,44

0

1,44

1,57

6

2,27

1,46

0

1,46

1,55

7

2,26

1,45

0

1,45

1,56

8

2,25

1,47

0

1,47

1,53

9

2,25

1,47

0

1,47

1,53

10

2,26

1,48

0

1,48

1,53

 

0x01 graphic
=2,258

 

 

0x01 graphic
=1,471

0x01 graphic
=1,535

uA(d)=0x01 graphic
=0,0025 mm

uB(d)=0x01 graphic
0x01 graphic
=0,0058 mm

u(d)=0x01 graphic
=0,0063 mm

0x01 graphic
=0,0058 mm

0x01 graphic
=0,0082 mm

0x01 graphic
=0,0067 mm

0x01 graphic
=0,011 mm

Współczynnik załamania światła n=0x01 graphic
=1,535

uA(n)=0x01 graphic
=0x01 graphic
=0,012

uB(n)=0x01 graphic
=0,0072 , gdzie np to liczba pomiarów

u(n)=0x01 graphic
=0,014

Porównanie z wartością tabelaryczną:

0x01 graphic
<2u(n), gdzie nt=1,515

0,02<0,028

Wynik mieści się w granicy niepewności rozszerzonej.

Pleksiglas

Materiał: Pleksiglas

Lp.

Grubość rzeczywista

Wskazanie czujnika

Grubość pozorna

Współczynnik załamania światła

d

ad

ag

h = |ad - ag|

n=0x01 graphic

[mm]

[mm]

[mm]

[mm]

1

3,86

2,53

0

2,53

1,53

2

3,86

2,61

0

2,61

1,48

3

3,85

2,64

0

2,64

1,46

4

3,85

2,59

0

2,59

1,49

5

3,84

2,62

0

2,62

1,47

6

3,85

2,61

0

2,61

1,48

7

3,84

2,61

0

2,61

1,47

8

3,86

2,63

0

2,63

1,47

9

3,85

2,62

0

2,62

1,47

10

3,84

2,60

0

2,60

1,48

 

0x01 graphic
=3,85

 

 

0x01 graphic
=2,606

0x01 graphic
=1,478

uA(d)= 0x01 graphic
=0,0026 mm

uB(d)= 0x01 graphic
=0,0058 mm

u(d)= 0x01 graphic
=0,0063 mm

0x01 graphic
=0,0058 mm

0x01 graphic
=0,0082 mm

0x01 graphic
=0,011 mm

0x01 graphic
=0,013 mm

Współczynnik załamania światła n=0x01 graphic
=1,478

uA(n)=0x01 graphic
=0x01 graphic
=0,0078

uB(n)=0x01 graphic
=0,0059 , gdzie np to liczba pomiarów

u(n)=0x01 graphic
=0,0098

Porównanie z wartością tabelaryczną:

0x01 graphic
<2u(n), gdzie nt=1,491

0,013<0,0196

Wynik mieści się w granicy niepewności rozszerzonej.

Światła monochromatyczne

Materiał: Pleksiglas

Grubość rzeczywista d= 3,85 [mm]

Rodzaj

światła

Wskazanie czujnika

Grubość pozorna

Średni współcz. załamania światła

ad

[mm]

ag

[mm]

h = |ad - ag|

[mm]

Żółty

λ=0,59μm

2,63

0

2,63

1,469

2,61

0

2,61

2,62

0

2,62

Zielone

λ=0,50μm

2,59

0

2,59

1,492

2,57

0

2,57

2,58

0

2,58

Czerwone

λ=0,63μm

2,56

0

2,56

1,502

2,57

0

2,57

2,56

0

2,56

0x01 graphic

Długość fali dla światła białego przyjąłem jako średnią wartość z zakresu pasma widzialnego: 0,4-0,7 μm.

Wnioski:

Z pierwszej części doświadczenia wynika, że współczynnik załamania światła dla ciał stałych zależy od rodzaju materiału przez jaki przechodzi światło. Wartości wyznaczone przez nas za pomocą mikroskopu były przybliżone do wartości tabelarycznych i mieściły się w granicy niepewności rozszerzonej. W drugiej części nie udało nam się jednoznacznie wykazać zależności pomiędzy wartością badanego współczynnika, a długością fali. Rozbieżności te wynikają z głównie z niedokładności w określaniu grubości pozornej płytki przez obserwatora za pomocą mikroskopu.




Wyszukiwarka