LABORATORIUM FIZYCZNE
Cwiczenie wykonal: Grzegorz Golinski
Wydzial: Elektronika
Rok studiow: I rok, semestr II
Data wykonania: 11 kwietnia 1994
Prowadzacy: dr J.Szatkowski
Numer cwiczenia: 75
TEMAT CWICZENIA
Wyznaczanie wspolczynnika zalamania cieczy i cial stalych.
Cel cwiczenia:
Celem cwiczenia jest poznanie metod wyznaczania wspolczynnika zalamania
za pomaca mikroskopu oraz refraktometru Abbego.
Program cwiczenia.
1.Pomiar za pomaca mikroskopu.
I.Wyznaczanie wspolczynnika zalamania szkla.
Przebieg pomiarow:
a.umiescic plytke pomocnicza na stoliku mikroskopu(rysa zwrucana
w kierunku obiektywu); b.wyregulowac ostrosc obrazu rysy za pomaca sruby makrometrycznej,
a nastepnie mikrometrycznej;
c.odczytac polozenie I sruby mikrometrycznej odpowiadajace ostremu
obrazowi punktu B;
d.polozyc na plytce pomocniczej plytke badana(rysa skierowana wzgledem
obiektywu) tak, aby obie rysy sie krzyzowaly;
e.poslugujac sie wylacznie sruba mikrometryczna ustawic mikroskop
na ostry obraz punktu C (dolna rysa) i odnotowac jej polozenie (II) uwzgledniajac liczbe calkowitych obrotow;
f.dla otrzymanej liczby dzialek odczytac z krzywej skalowania
wlasciwa grubosc d-h;
g.obracajac sruba mikrometryczna w tym samym kierunku, znalezc ostry
obraz rysy na badanej plytce(punkt D);
h.uwzgledniajac liczbe calkowitych obrotow zapisac polozenie III sruby
mikrometrycznej
j.dokladne wartosci d i h odczytac z krzywej skalowania;
II.Wyznaczanie wspolczynnika zalamania cieczy.
Przebieg pomiarow:
a.wyznaczajac wspolczynnik zalamania n wody wzgledem powietrza
postepujemy podobnie jak w przypadku szkla.Poslugujemy sie w tym celu
naczynkiem szklanym, ktorego dno z rysa na powierzchni wewnetrznej
odpowiada badanej plytce.Pylek likopodium, rzucony na powierzchnie
wody, spelnia role rysy gornej badanej plytki;
2.Pomiar refraktometrem Abbego.
I.Pomiar wspolczynnika zalamania cieczy.
Przebieg pomiarow:
a.wyskalowac refraktometr(patrz literatura);
b.dolna powierzchnie pryzmatu przemyc spirytusem i dokladnie osuszyc;
c.kolejnosc dalszych czynnosci jest taka sama, jak podczas skalowania
refraktometru(patrz literatura);
d.przez obrot ukladu pryzmatow doprowadzic granice cienia do skrzyzowania
z przecieciem linii, obserwowanych w polu widzenia lunety;
e.pozbyc sie ewentualnego zabarwienia tej granicy;
f.sprawdzic poprawnosc oswietlenia skali;
g.odczytac na skali wartosc wspolczynnika zalamania badanej cieczy;
Przebieg cwiczenia.
1.Pomiar za pomaca mikroskopu.]
I.wyznaczanie wspolczynnika zalamania szkla oraz cieczy:
a.pomiarow dokonano dla dwoch rodzajow plytek szklanych oraz dla dwoch
rodzajow ciecz (woda i olej parafinowy).Ze wzgledu na to w dalszym
zapisie poslugiwac sie bedziemy nastepyjacymi oznaczeniami: c-plytka
cienka, g-plytka gruba, w-woda, o-olej parafinowy; b.polozenie sruby mikrometrycznej, odpowiadajace ostremu obrazowi punktu
B wynosilo:
I = 120 [mm] I = 120 [mm] I = 100 [mm] I = 100 [mm] c g w o
c.po ustawieniu mikroskopu na ostry obraz punktu C odczytano nastepujace
polozenie sruby mikrometrycznej:
II = 1220 [mm] II = 2560 [mm] II = 460 [mm] II = 600 [mm] c g w o
d.dla ostrego obrazu punktu D odnotowano nastepujace polozenia sruby;
III = 3600 [mm] III = 5520 [mm] III = 1100 [mm] III = 1120 [um]
c g w o
e.z otrzymanych wynikow obliczono grubosc rzeczywista badanych substancji:
d = III - I d = III - I d = III - I d = III - I
c c c g g g w w w o o o
d = 3480 [mm] d = 5400 [mm] d = 1000 [mm] d = 1020 [mm]
c g w o
oraz grubosc pozorna badanych plytek:
h = III - II h = III - II h = III - II h = III - II
c c c g g g w w w o o o
h = 2380 [mm] h = 2960 [mm] h = 640 [mm] h = 520 [mm]
c g w o
f.dokladne wartosci d i h wynosza(wyznaczono je z krzywej skalowania
postaci Y=X dla odpowiednich argumentow i wartosci):
d = 3480 [mm] d = 5400 [mm] d = 1000 [mm] d = 1020 [mm]
c g w o
h = 2380 [mm] h = 2960 [mm] h = 640 [mm] h = 520 [mm]
c g w o
g.wspolczynnik zalamania dla poszczegolnych substancji wynosi:
n = d / h n = d / h n = d / h n = d / h
c c c g g g w w w o o o
n = 1.613 n = 1.824 n = 1.562 n = 1.961 c g w o
Rachunek bledow:
Za blad bezwzgledny pomiaru grubosci badanej substancji przyjeto
blad urzadzenia pomiarowego.
Blad pomiarowy mikroskopu wynosi:
dmikroskopu = 20 [mm] - elementarna jednostka dzialki pomiarowej;
Blad wspolczynnika zalamania wyznaczonego za pomaca mikroskopu obliczamy
ze wzoru:
dn = ( dd/d + dh/h)n;
gdzie:
dd=dh=dmikroskopu;
Ostatecznie otrzymano nastepujace wartosci dn:
dn = 0.023 dn = 0.019 dn = 0.08 dn = 0.11 c g w o
2.Pomiar za pomoca refraktometru Abbego.
Wyznaczenie wspolczynnika zalamania cieczy:]
a.pomiarow dokonano dla dwoch rodzajow cieczy: wody i oleju parafinowego;
b.po wykonaniu instrukcji zwiazanych z obsluga refraktometru
uzyskano nastepujace wartosci wspolczynnika zalamania(stosujac
oznaczenia jak w pomiarze z wykorzystaniem mikroskopu):
n = 1,328 - dla wody;
w
n = 1,481 - dla oleju parafinowego;
o
c.pomiarow dokonano tylko dla dwoch substancji, gdyz w przypadku
pozostalych nie dalo sie wyskalowac przyrzadu;
Rachunek bledu.
Za blad bezwzgladny pomiaru wspolczynnika zalamania przyjeto blad
pomiarowy przyrzadu.
Blad pomiarowy refraktometru wynosi:
drefraktometr = - polowa wartosci dzialki elementarnej;
Wnioski:
W zaleznosci od osrodka przez jaki przechodzi swiatlo, wspolczynniki
zalamania zmieniaja sie wprost proporcjonalnie do gestosci osrodka, jak
rowniez do jego grubosci.