Jan Marteklas dr A. Kolarz

176468

09.04.2010

SPRAWOZDANIE Z ĆWICZENIA NR 81

WYZNACZANIE PROMIENI KRZYWIZNY SOCZEWKI

I DŁUGOŚCI FALI ŚWIETLNEJ ZA POMOCĄ

PIERŚCIENI NEWTONA.

1. Cel ćwiczenia

Pomiar promienia krzywizny soczewki, w celu późniejszego wyznaczenia długości fali przechodzącej przez nieznany filtr.

2. Wstęp teoretyczny.

Pierścieniami newtona nazywamy zjawisko optyczne polegające na powstawaniu prążków interferencyjnych w kształcie pierścieni, dla światła monochromatycznego (jakim posługiwałem się w doświadczeniu ) będą powstawać ciemne i jasne prążki. Zjawisko to zachodzi jeśli na płaskiej płytce szklanej, zwanej sprawdzianem, umieści się soczewkę płaskowypukłą. Między powierzchnią płaską sprawdzianu a sferyczną soczewki tworzy się klin powietrzny o zmiennym kącie.

Rys. 1 Pierścienie newtona

3. Wyznaczanie promienia krzywizny soczewki.

Tabela1.

k	a[10^-3m]	b[10^-3m]	r[10^-3m]
1	9,47	8,50	0,485
2	10,37	8,07	1,15
3	10,12	7,74	1,19
4	10,88	7,54	1,67
5	10,97	7,34	1,815
6	11,19	7,16	2,015

Gdzie: a – pomiar pierścienia newtona „w lewo”, b- pomiar w prawo, r promień n tego pierścienia.

Znając promień r K–tego prążka kołowego można obliczyć wielkość promienia krzywizny soczewki Rs.

Długość fali świetlnej wynosi : λ=575 nm

Korzystając ze wzoru:

1.

gdzie:

R_{s –} promień krzywizny soczewki

r- promień K-tego pierścienia newtona

K- numer pierścienia (1,2,3...)

λ- długość fali świetlnej

niedokładność obliczam ze wzoru :

obliczam promień krzywizny dla każdego z badanych pierścieni następnie wynik uśredniam.

pomiary 1 oraz 3 odrzucam ze względu za zbyt dużą niedokładność. Dla reszty wyliczam średnią.

Tak duża niedokładność jest najprawdopodobniej spowodowana pomiarami wykonanymi na zajęciach oraz tym że soczewka była bardzo porysowana. Po przeliczeniu wykluczyłem możliwość powstania błędów rachunkowych.

4. Wyznaczanie długości fali świetlnej.

Tabela 2.

K	a[10^-3m]	b10^-3m]	r[10^-3m]
1	9,45	8,49	0,48
2	9,84	8,08	0,88
3	10,06	7,83	1,115
4	10,31	7,12	1,595
5	10,48	7,20	1,64
6	10,62	7,23	1,695

Znając promień krzywizny soczewki, wyliczony w poprzednim doświadczeniu, możemy wyznaczyć długość fali świetlnej posługując się wzorem:

2.

stąd :

λ₁ = 197 nm

λ₂ = 331nm

λ₃ =376 nm

λ₄ = 543 nm

λ₅ = 459 nm

λ₆ = 409nm

stąd po uśrednieniu otrzymujemy wynik :

λ_śr = 423 nm +- 29nm

5. Wnioski

W doświadczeniu wyznaczałem promień krzywizny R oraz długość fali światła przepuszczonego przez monochromatyczny filtr. Dzięki interferencji możemy wyznaczyć długość fali światła, która uległa temu zjawisku. Do tego celu wystarczający jest zestaw złożony z mikroskopu oraz ze źródła światła o znanej długości fali.