Ćwiczenie nr 79
Temat: Badanie dyspersji szkła pryzmatu przy pomocy goniometru optycznego.
Literatura:
Podręczniki uniwersyteckie z fizyki np.: Sz. Szczeniowski - Fizyka doświadczalna t. 4: „Optyka”.
J. Smela, T. Zamorski, A. Puch - Pierwsza pracownia fizyczna- przewodnik
Wydawnictwo Oświatowe FOSZE, Rzeszów 1995.
T. Dryński - Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki.
H. Szydłowski - Pracownia fizyczna, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1997 .
K .Fulinska - opisy i instrukcje do ćwiczeń laboratoryjnych z fizyki
Instrukcja obsługi goniometru optycznego Gn-3.
Cel ćwiczenia:
Zapoznanie się z budową i zasadą działania goniometru optycznego.
Zapoznanie się z metodą wyznaczania współczynnika załamania fali świetlnej za pomocą goniometru.
Wyznaczenie kąta łamiącego pryzmatu kąta najmniejszego odchylenia.
Badanie krzywej dyspersji materiału pryzmatu.
Zagadnienia kolokwialne:
Podstawowe pojęcia i prawa optyki geometrycznej.
Bieg promieni świetlnych przez pryzmat, kąt łamiący, minimalny kąt odchylenia pryzmatu, rozszczepienie światła w pryzmacie, pryzmaty achromatyczne.
Współczynnik załamania ośrodka, jego zależność od długości fali świetlnej.
Dyspersja światła, pojęcie dyspersji anomalnej.
Widma pierwiastków, widmo światła białego, linie Fraunhofera.
Goniometr optyczny, budowa i zasada działania.
Metoda przeprowadzenia dyskusji błędów.
Wykonanie doświadczenia:
Wyzerować goniometr zwalniając zatrzask 11 i zacisk 18. (patrz instrukcja obsługi).
Wprowadzić zero skali na zerowe położenie lunety.
uruchomić lampę helową. W tym celu należy ustawić pokrętło autotransformatora na 30 V i dopiero wtedy włączyć autotransformator do sieci.
Oświetlić szczelinę goniometru i dokonać pomiaru kąta łamiącego pryzmatu.
Ustawić pryzmat (dotykając zmatowionych ścianek) w pozycji najmniejszego odchylenia całości widma. Zidentyfikować linie widmowe posługując się informacją dołączoną do niniejszej instrukcji.
Zmierzyć kąty najmniejszego odchylenia dla 5 wybranych linii. Położenie najmniejszego odchylenia pryzmatu trzeba ustalać dla każdej linii oddzielnie poprzez nieznaczne pokręcenie stolikiem goniometru. Obrót stolika uzyskuje się po zwolnieniu zacisku 13.
Opracowanie wyników:
Sporządzić wykres zależności współczynnika załamania światła od długości fali. Określić błąd maksymalny współczynnika załamania posługując się metodą różniczki zupełnej.
Widmo lampy helowej:
Linia czerwona (słabsza) λ = 7065,19 Ǻ
Linia czerwona (jasniejsza) λ = 6678,15 Ǻ
Linia żółta λ = 5875,62 Ǻ
Linia zielona (jaśniejsza) λ = 5015,68 Ǻ
Linia zielona (słabsza) λ = 4921,93 Ǻ
Linia niebieska λ = 4685,71Ǻ
Linia fioletowa λ = 4471,48 Ǻ
Przyrządy:
goniometr optyczny, lampa helowa, transformator, autotransformator, pryzmat.