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.
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
1,521,531,53 1,521,541,551,531,521,551,50
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
