Nr ćwiczenia 308	Data: 09.05.2001	Imię i nazwisko: Marcin Zagórowski	Wydział: Elektryczny	Semestr: II	Gr. E2 Nr w lab. 4
Prowadzący: prof. dr hab. Danuta Wróbel			Przygotowanie:	Wykonanie	Ocena:

WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA ZAŁAMANIA ŚWIATŁA DLA CIECZY ZA POMOCĄ REFRAKTOMETRU ABBEGO

1. Wprowadzenie teoretyczne:

Promień świetlny biegnąc z ośrodka optycznie rzadszego do optycznie gęstszego, ulega załamaniu na granicy tych ośrodków. Promień ten tworzy w ośrodku gęstszym tzw. kąt załamania z normalną do powierzchni, a w ośrodku rzadszym tzw. kąt padania. Prawo Snella pokazuje zależność pomiędzy kątem padania α a kątem załamania β:

gdzie: n₁, n₂ nazywa się bezwzględnymi współczynnikami załamania światła ośrodka 1 i ośrodka 2. Bezwzględny współczynnik załamania można też wyrazić wzorem:

n =

gdzie: c to prędkość światła w próżni, v prędkość światła w danym ośrodku. Ze względu na to, że prędkość światła jest największa w próżni, bezwzględny współczynnik załamania światła jest dla wszystkich ośrodków materialnych większy od jedności. Załamanie światła na granicy dwóch ośrodków określa się względnym współczynnikiem załamania:

n₂₁ =

Promienie biegnące z ośrodka optycznie gęstszego do ośrodka optycznie rzadszego odchylają się od normalnej tym bardziej, im większy jest kąt padania α. Dla pewnej jego wartości, kąt załamania osiąga wartość 90^O, promień świetlny nie przechodzi do drugiego ośrodka - ulega całkowitemu odbiciu, co zgodnie z prawem Snella daje:

Przy dalszym zwiększaniu wartości kąta padania promień zaczyna odbijać się od powierzchni granicznej wracając do ośrodka pierwszego.

2. Wyniki pomiarów:

• Pomiar współczynnika załamania:

Substancja	Współczynnik załamania n
Woda	1,334
Roztwór wodno glicerynowy 10 %	1,351
Roztwór wodno glicerynowy 30 %	1,380
Roztwór wodno glicerynowy 50 %	1,414
Roztwór wodno glicerynowy 70 %	1,429

• Pomiar współczynnika załamania w zależności od temperatury dla roztworu wodno glicerynowego o stężeniu 50 %

Temperatura T [ ^OC ]	41	44,5	50,5	55	60	65	70
Współczynnik załamania n	1,411	1,409	1,407	1,405	1,404	1,403	1,401

Dokładności:

• pomiaru temperatury ±0,5 [ ^OC ]

• pomiaru współczynnika załamania ±0,001

3. Wykresy:

Wykres przedstawia zależność współczynnika załamania światła od stężenia procentowego roztworu wodno-glicerynowego.

Wykres przedstawia zależność współczynnika załamania n od temperatury dla roztworu wodno glicerynowego o stężeniu 50 %.

4. Wnioski i dyskusje:

Z wykonanych przeze mnie pomiarów zależności oraz wykresu widać, że zależność bezwzględnego współczynnika załamania od stężenia roztworu gliceryny jest zależnością liniową.

Pomiary zależności współczynnika załamania światła od temperatury dla roztworu wodno glicerynowego o stężeniu procentowym 50% wykazują zależność liniową co zostało przedstawione na wykresie. Zależność ta spowodowana jest tym, iż gęstość wody (a także jej roztworów ) w zakresie temperatur 4 - 100 ^OC zmniejsza się wraz ze wzrostem temperatury. Proporcjonalnie do zmniejszania się gęstości wody wzrasta prędkość poruszania się w niej światła v, a to natomiast powoduje zmniejszenie wartości bezwzględnego współczynnika załamania światła określonego wzorem:

---