1

UNIWERSYTET  ŚLĄSKI   W  KETOWICECH 

I PRACOWNIA FIZYCZNA 

Ć W I C Z E N I E   73 

 

WYZNACZANIE   WSPÓŁCZYNNIKA 

ZAŁAMANIA   ŚWIATŁA 

METODĄ KĄTA NAJMNIEJSZEGO ODCHYLENIA 

 

 

 

CEL ĆWICZENIA 

Wyznaczanie współczynnika załamania światła  w pryzmacie, dla różnych długości  fal, metodą       
 pomiaru kąta najmniejszego odchylenia. 
 

WYMAGANIA DO KOLOKWIUM

 

1.Względny i bezwzględny współczynnik załamania światła - definicje. 
2.Zjawisko odbicia i załamania światła na granicy dwóch ośrodków. 
3.Dyspersja  światła.   
4.Bieg promieni świetlnych przez pryzmat i znajomość odpowiednich zależności związanych z                     
    tym zjawiskiem. 

 

POMOCE POTRZEBNE DO WYKONANIA  ĆWICZENIA

 

1.Goniometr ze szczeliną. 
2.Szklany pryzmat. 
3.Źródło światła – lampa rtęciowa. 

Pamiętaj: 

goniometr 

( rys.A )

 jest bardzo precyzyjnym i czułym przyrządem pomiarowym. Wszelkie 

manipulacje należy wykonywać delikatnie z wykorzystaniem małych sił. 

 

Do odczytu wartości mierzonych kątów służy okular podziałki kątowej (

6

 ) W jego polu widzenia znajdują 

się dwie skale: główna i boczna. Na skali głównej najmniejsza odległość pomiędzy dwoma bisektorami  

(│

│               

│

│ 

)  wynosi 10

 

minut. Podziałka  boczna z lewej strony służy do odczytu  pojedynczych minut,  

 

2

a  z  prawej  strony  do odczytu sekund ( najmniejsza działka 2 sekundy ). Aby dokonać pomiaru wartości 

mierzonego kąta należy przy pomocy pokrętła ( 

7

 ) ustawić pionową rysę  na środku bisektora ( │

│  

) ,  

a następnie odczytać wartości z obydwu podziałek.   

UWAGA: nie wolno dotykać pryzmatu. Obrotu stolika z pryzmatem dokonujemy   poprzez obrót 

pierścienia ( 5 ). 

 

    

 

 

 
 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                                                                           

3 

2 

6

1 

5 

4 

9

9 

7 

8 

Rys. A. Goniometr:  1)  Kolimator. 

 2)

 Luneta. 

 3) 

Pryzmat zamocowany na stoliku. 

 4) 

Pokrętło do regulacji szerokości szczeliny. 

 5) 

Pierścień do obracania stolikiem pryzmatu. 

 6) 

Okular podziałki kątowej. 

 7) 

Pokrętło podziałki bocznej. 

 8) 

Okular lunety. 

                                   9) 

Regulacja ostrości obrazu szczeliny. 

 

3

PRZEBIEG ĆWICZENIA

 

I.   

 

Pomiar kąta łamiącego pryzmatu  metodą nieruchomego pryzmatu i ruchomej lunety.

 

1.  Ustaw pryzmat krawędzią łamiącą w stronę kolimatora ( rys.B ). 

2.    Poszukaj gołym okiem odbitego  od lewej ścianki pryzmatu obrazu szczeliny i ustaw w 

tym   kierunku lunetę, tak aby obraz szczeliny znalazł się  w środku pola widzenia ( I - 

sze ustawienie lunety ) i odczytaj wartość kąta 

γ

L

 = 2

α

1

 

. 

3.  Powtórz te same czynności  dla prawej ścianki pryzmatu ( II - gie ustawienie lunety ) 

i  odczytaj wartość kąta 

γ

P

 . 

 

 

 

 

         

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rys. B.  

  Wyznaczanie kąta łamiącego pryzmatu 

 

4

II  Pomiar kąta minimalnego odchylenia 

 

1.  W położeniu  pryzmatu zgodnym z Rys.C.a  poszukaj gołym okiem barwnego widma 

szczeliny, a następnie ustaw w tym kierunku lunetę.  

2.  Obserwuj  przez lunetę wybrany prążek widma  obracaj następnie stolik tak         ( poprzez 

obrót pierścienia 5 wg Rys.A - nie dotykaj pryzmatu ), aby obraz widma przesuwał się w 
stronę położenia zerowego lunety.  Uchwyć położenie stolika przy którym obraz widma 
zatrzymuje się i zawraca. Odczytaj wartość kąta 

δ

L

.   

3. 

Analogiczne  pomiary  wykonaj  dla symetrycznego  ustawienia  pryzmatu          ( Rys.C.b ) 
mierząc wartość kąta  

δ

P  .

  

 

                                     

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

UWAGA!

  

 Ustal z prowadzącym ćwiczenie wymagane ilości pomiarów. 

 

 

 

 

Rys.C. Sposób wyznaczania kąta minimum odchylenia. 

a) ustawienie dla  lewej ścianki pryzmatu. 

b) symetryczne ustawienie dla  prawej ścianki pryzmatu. 

 

 

5

OPRACOWANIE WYNIKÓW

 

I.   Pomiar kąta łamiącego pryzmatu: 
 

1.  Oblicz średnie wartości  kątów 

γ

Lśr

  

i  

γ

Pśr  

oraz podaj ich niepewności pomiarowe 

∆γ

L  

i

 

∆γ

P

 

2. 

Korzystając z zależności  

ϕϕϕϕ 

= 

( 

γγγγ

Lśr  

+ 360 -

 

γγγγ

Pśr

 ) 

//// 2 

określ wartość kąta łamiącego pryzmatu 

 

3.  Oblicz niepewność pomiarową. 

 

II.  Pomiar kąta minimalnego odchylenia: 

1.  Korzystając z tabeli długości fali światła emitowanego przez  pary rtęci przyporządkuj odpowiednie 

wartości 

λ obserwowanym prążkom widma rtęci. 

2.  Oblicz średnie wartości kątów 

δ

Lśr

  i  

δ

Pśr

 dla  każdego pomierzonego prążka. 

3.  Dla każdego pomierzonego prążka  i odpowiadającej mu fali świetlnej oblicz wartość kąta minimum 

odchylenia  

δ

min

 wg zależności: 

 

δ

min

 = [δ

lśr

 + ( 360

0

 - δ

pśr

 )] / 2

 

 

4.  Oblicz niepewności pomiarowe. 

 

III.  Obliczanie współczynnika załamania światła: 

1.  Określ współczynnik załamania światła dla  poszczególnych  długości fal: 

   sin (

δ

min

 + 

ϕ

) / 2 

n =  

sin (

ϕ

 / 2) 

 

2.  Metodą różniczki zupełnej określ niepewność pomiarową 

∆n. 

3.  Na podstawie uzyskanych wyników narysuj wykres zależności n = f (

λ) [ krzywa dyspersji] z 

zaznaczeniem niepewności pomiarowych. 

IV. 

Wnioski: 

Scharakteryzuj otrzymany wykres  i podaj przyczyny powstawania błędów pomiarowych. 

                                    
Literatura: 
1.  T. Hanc  "Pomiary optyczne" 
2.  T Dryński  "Ćwiczenia  laboratoryjne z fizyki"  
3.  F. Kohlrausch "Fizyka laboratoryjna" 
4.  F. Crawford  "Fale" 
5.  Sz. Szczeniowski " Fizyka doświadczalna - optyka" 
6.  D. Holliday, R. Resnick "Fizyka"