81, Cwiczenie 81 c

�WICZENIE nr 81

WYZNACZANIE PROMIENI KRZYWIZNY SOCZEWKI I DUGOCI FALI WIETLNEJ ZA POMOC PIERCIENI NEWTONA .

1. WSTP TEORETYCZNY I PRZEBIEG DOWIADCZENIA .

Celem dowiadczenia jest poznanie zjawiska interferencji wystpujcego w klinie optycznym oraz wykorzystanie tego zjawiska do cel�w pomiarowych .

Gdy wizka wiata pada na powierzchni rozgraniczajc dwa r�ne orodki ( r�nice si wsp�czynikiem zaamania), w�wczas cz wiata odbija si , pozostaa za cz przejdzie do orodka drugiego. Jeeli dwie takie powierzchnie tworz klin , to wizki odbite od tych powierzchni , jako pochodzce od tego samego r�da (sp�jne) wzajemnie ze sob interferuj: np klin,kt�ry powstaje midzy dwoma paszczyznami P1 i P2 paskor�wnolegych pytek szklanych jest powietrzny klin interferencyjny. We wszystkich punktach powierzchni P1 dochodzi do naoenia obu fal odbitych.

Prki interferencyjne r�wnej gruboci najatwiej zaobserwowa umieszczajc na paskiej pytce szklanej wypuko-sferyczn soczewk. Tworzy si w�wczas midzy powierzchniami klin powietrzny o zmiennym kcie . Prki interferencyjne powstajce w takim klinie tzw.prki Newtona - bd miay ksztat kolisty.

W miar odlegoci od rodkowego ciemnego (zerowego ) prka , utworzonego w punkcie obu pwierzchni, kolejne prki coraz bardziej si zagszczaj ,a przestan by w og�le zauwaalne.

0x01 graphic

Prki Newtona mona wykorzysta do wyznaczenia promienia krzywizny R soczewki. Naley w tym celu zmierzy promie rk

dowolnego k-tego ciemnego prka oraz zna dugo fali uytegowiata.

Promie krzywizny R obliczamy ze wzoru na promie R czaszy sferycznej o promieniu podstawy rk i wysokoci czaszy hk

0x01 graphic

Poniewa r>>h przeksztacamy wz�r

0x01 graphic

Wysoko czaszy hk, odpowiedajc k-temu ciemnemu prkowi, mona wyrazi
z czego otrzymujemy
.

Aby obliczy promie krzywizny R badanej soczewki musimy wyznaczy promie k-tego prka koowego oraz oraz zna dugo fali l .

Pomiar promienia rk katego krka koowego wyznaczamy w naszym dowiadczeniu umoliwia nam mikroskop, na kt�rego stoliku umieszcza si pask pytk P i mierzon soczewk L. S one podwietlone przez mikroskop r�wnoleg wizk wiata monochromatycznego za pomoc soczewki i p�przepuszczalnego zwierciada, umieszczonego nad obiektywem mikroskopu. Okular ma krzy celowniczy, na kt�ry ustawia si wybrany obraz prka.Ustawienie i pomiar rk umoliwia przesuwany stolik mikroskopu ,kt�rego przesuw jest mierzony za pomoc czujnika zegarowego.

Aby wyznaczy rk mysimy zmierzy odlego katego prka od rodka po stronie prawej
jak i postronie lewej
oraz podstawi do wzoru 0x01 graphic
.Majc te dane moemy obliczy promie krzywizny R podstawiajc do wzoru

Jeeli znamy promie krzywizny soczewki R oraz promie k-tego krka rk ,kt�ry powsta w wyniku intereferencji wiata monochromatycznego ,kt�rego dugo moemy obliczy przeksztacajc wz�r na promie R 0x01 graphic
.

2. WYNIKI WRAZ Z OBLICZONYMI BDAMI I DYSKUSJ BD�W :

Pomiar promienia krzywizny R soczewki :

FILTR IF 650

k	pr.str [mm]	l.str [mm]	rk [mm]	l [nm]	R [m]
2	0.94	0.99	0.025	650	0.48
4	1.34	1.43	0.045	650	0.78
12	2.12	2.35	0.115	650	1.70
				Rr[m]	0.99
				stdev	0.52

FILTR IF 575

k	pr.str [mm]	l.str [mm]	rk [mm]	l [nm]	R [m]
5	1.38	1.56	0.09	575	1.26
8	1.78	1.98	0.10	575	2.17
10	1.97	2.14	0.08	575	2.82
				Rr[m]	2.08
				stdev	0.64

FILTR IF 650

k	pr.str [mm]	l.str [mm]	rk [mm]	l [nm]	R [m]
10	1.96	1.88	0.04	650	0.25
15	2.40	2.30	0.05	650	0.26
20	2,74	2.67	0.035	650	0.09
				Rr[m]	0.2
				stdev	0.07

FILTR IF 575

k	pr.str [mm]	l.str [mm]	rk [mm]	l [nm]	R [m]
5	1.19	1.15	0.02	575	0.14
10	1.76	1.72	0.02	575	0.07
15	2.16	2.08	0.04	575	0.19
				Rr[m]	0.13
				stdev	0.05

POMIAR DUGOCI FALI WIETLNEJ

SOCZEWKA 1 FILTR 1

k	pr.str [mm]	l.str [mm]	rk [mm]	R[m]	l [nm]
6	1.52	1.58	0.03	1.18	528
10	1.91	1.98	0.012	1.18	497
12	2.10	2.18	0.16	1.18	503
				lœœr[nm]	509
				stdev	16.44

SOCZEWKA 2 FILTR 1

k	pr.str [mm]	l.str [mm]	rk [mm]	R[m]	l [nm]
3	0.81	0.88	0.035	0.165	293
10	1.69	1.96	0.06	0.165	230
15	1.97	2.01	0.02	0.165	244
				l œr[nm]	255.6
				stdev	33

Stdev okrela redni bd kwadratowy trzech kolejnych pomiar�w , kt�ry moemy uzna za bd bezwzgldny . Bd wzgldny uzyskujemy przyr�wnujc stdev do wartoci redniej . Dla poszczeg�lnych pomiar�w wynosi on :

1. dla R IF 650 52,2 %

2. dla R IF 575 30,8 %

3. dla R IF 650 35 %

4. dla R IF 575 38,5 %

5. dla l soczewka 1 3,23 %

6. dla l soczewka 2 12,9 % .

Otrzymany bd jest bardzo duy , poniewa wykorzystane w dowiadczeniu przyrzdy pomiarowe byy niedokadne w por�wnaniu z wielkoci obserwowanych obiekt�w . Na wielko bdu wpywa take moliwo zego odczytu prk�w Newtona pod mikroskopem .

3. WNIOSKI WYPYWAJCE Z DOWIADCZENIA :

W dowiadczeniu wyznaczalimy promie krzywizny R oraz dugo fali wiata przepuszczonego przez monochromatyczny filtr . Jak wida kada dugoc fali posiada okrelon ilo prk�w interferencyjnych . Dziki interferencji moemy wyznaczy dugo fali wiata , kt�ra ulega temu zjawisku.Wyznaczenie promienia krzywizny soczewki nie jest zbyt trudne.Wystarczajcy jest zestaw zoony z mikroskopu oraz ze r�da wiata o znanej dugoci fali..Mona take zauway e odlego midzy prkami zaley od kta klina , poniewa gdy kt klina jest stay to odlego midzy prkami jest staa , natomiast w naszym dowiadczeniu odlego midzy prkami malaa .Spowodowane to byo tym i kt klina jest zmienny , gdy uyta soczewka bya wypuka.

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
81, Cwiczenie 81 d, Politechnika Wroc?awska
ZADANIE 81, ☆☆♠ Nauka dla Wszystkich Prawdziwych ∑ ξ ζ ω ∏ √¼½¾haslo nauka, Podstawy konstrukcji mas
ĆWICZENIE NR 81, Biotechnologia PWR, Semestr 2, Fizyka 3.2
81, Cwiczenie 81 a, POLITECHNIKA WROC?AWSKA
Ćwiczenie nr 81
81, Cwiczenie 81 b, POLITECHNIKA WROC?AWSKA
Ćwiczenie 81
81 2
Śpiewnik 81
80, 81
81 84
02 1996 81 84
81 Nw 10 Kolo garncarskie
80 81
81 zadań z mechaniki 2
81 82
81 82

więcej podobnych podstron