2000-05-04

Fizyka laboratorium

Temat: Wyznaczanie współczynnika załamania światła za pomocą mikroskopu.

Ćwiczenie nr.72

Nr grupy 107

Załamanie światła jest przyczyną tego, że odległości obserwowane z powietrza w środowisku gęstszym wydają się mniejsze niż w rzeczywistości.

Bieg promieni w świetlnych w płytce płaskorównoległej

Oglądając punkt 0 przez warstwę materiału widzimy jego obraz 0'. Odległość 0'A=a(grubość pozorna płytki) jest zależna od grubości rzeczywistej płytki d i jej współczynnika załamania światła n.

Punkty 0'A (rysy na powierzchni płytki) obserwujemy przez mikroskop wyposażony w czujnik zegarowy, co umożliwia pomiar przesunięcia tubusa.

Znajomość a i d wystarczy do obliczenia współczynnika załamania światła z jakiego wykonana jest płytka. Dla małych kątów (z takimi mamy do czynienia przy obserwacji za pomocą mikroskopu) możemy zapisać:

gdzie:

n- współczynnik załamania światła

α- kąt załamania w powietrzu

β- kąt padania w płytce

Pomiary:

Płytka	a1' mm	a2' mm	a3' mm	a4' mm	a5' mm	a' mm	S'a' mm	Sa' Mm
1 szklana	1,79	1,83	1,83	1,84	1,79	1,81	0,012	0,01
2 kleksa	1,4	1,39	1,38	1,38	1,39	1,39	0,0048	0,004

gdzie:

a₁':a₅'- kolejne pomiary

a'- średnia wartość pomiarów

Sa'- średni błąd kwadratowy

S'a'- błąd systematyczny

Obliczamy średni błąd kwadratowy:

1 Płytka

gdzie:

k- liczba pomiarów

2 Płytka

Błąd systematyczny:

1 Płytka :
S'a'=Sa'*t_α,k=0,012mm k=5

2 Płytka : S'a'=Sa'*t_α,k=0,0048mm α=0,7

t_α,k=1,2

Następnie wykonujemy pomiary grubości pozornej płytek odczytując wskazania a₁ i a₂ czujnika zegarowego otrzymane dla obrazu dolnej i górnej powierzchni płytek. Pozorna grubość płytki jest wówczas równa:

1 Płytka: a₁=3,01mm; a₂=4,82mm

więc: a=1,81mm

2 Płytka: a₁=3,00mm; a₂=4,39mm

więc: a=1,39mm

Współczynnik załamania światła dla obu płytek:

1 Płytka:

2 Płytka:

Wartość błędu Δn:

1 Płytka:

2 Płytka:

gdzie:

Δd= dokładność pomiaru śruby mikrometrycznej wynosząca 0,01mm

Δa₁,Δa₂- dokładność pomiaru czujnika zegarowego wynosząca 0,01mm

Rodzaj płytki	d mm	Δd mm	a1 mm	Δa1 mm	a2 mm	Δa2 mm	n mm	Δn mm
1	2,88	0,01	3,01	0,01	4,82	0,011	1,57	0,01,50
2	2,11	0,01	3,00	0,01	4,39	0,01	1,52	0,03

Ogólnie:

Współczynniki załamania światła wynoszą:

Dla 1 PŁYTKI: n=1,57+/-0,02[mm]

DLA 2 PŁYTKI: n=1,525+/-0,03[mm]

---