WICZENIE 30 DOC


Łukasz Łużyński Bydgoszcz, 20.XII.2002r.

Ćwiczenie nr 30.

Temat: Wyznaczanie współczynnika załamania światła za pomocą mikroskopu.

  1. PODSTAWY TEORETYCZNE

Mikroskop jest to przyrząd optyczny, umożliwiający obserwację drobnych przedmiotów z bliska w dużym powiększeniu. W najprostszym przypadku mikroskop składa się z obiektywu i okularu oraz układu pomocniczego, służącego do oświetlania obserwowanych obiektów. Zasadę działania mikroskopu można wyjaśnić rozpatrując bieg promieni przez dwa skupiające układy soczewek, spełniające rolę obiektywu i okularu (rys. 79.1). Przedmiot o wysokości y1 znajduje się przed obiektywem Ob W odległości x1nieznacznie większej od przedmiotowej odległości ogniskowej obiektywu.

0x01 graphic

Obraz o wysokości y'1 wytworzony przez obiektyw jest rzeczywisty, odwrócony i powiększony i znajduje się w odległości x'1 za obiektywem. Iloraz {XXX} nazywa się powiększeniem poprzecznym obiektywu. Okular Ok służy do obserwacji obrazu y, który jest dla niego przedmiotem. Oku lar jest tak umieszczony, że obrazy'1 znajduje się w jego przedmiotowej płaszczyźnie ogniskowej. Okular działa zatem, jak lupa dając obraz pozorny, prosty, znajdujący się w nieskończoności i jest odwzorowywany przez układ optyczny oka na siatkówkę jako y'.

Obserwowany przedmiot umieszcza się zazwyczaj na stoliku z możliwością mikro-przesuwu. Układ oświetlający mikroskopu powinien zapewniać dużą i równomierną luminancję badanego przedmiotu, aby umożliwić uzyskanie odpowiedniej jasności obrazu na siatkówce oka obserwatora.

Powiększenie wizualne mikroskopu definiuje się jako

0x01 graphic

gdzie w'- kąt, pod jakim widać obraz przedmiotu przez mikroskop. w'-kąt, pod jakim widać przedmiot gołym okiem z odległości dobrego widzenia d = 250 mm.

Tangens kąta widzenia gołym okiem wynosi

0x01 graphic

natomiast kąt w', pod jakim widać obraz przedmiotu przez mikroskop można określić ze wzoru

0x01 graphic

Obserwacja przedmiotu okiem nic uzbrojonym:

0x01 graphic

Bezwzględny współczynnik załamania ośrodka n jest jedną z podstawo­wych wielkości fizycznych, służących do opisywania oddziaływania promie­niowania elektromagnetycznego z materią.. Jest on zdefiniowany następującą zależnością:

0x01 graphic

gdzie:

c — prędkość fal elektromagnetycznych w próżni,

v= v(λ) - prędkość fazowa fali w ośrodku.

Fale elektromagnetyczne w materii wykazują dyspersję, tzn. ich prędkość v zależy od częstotliwości fali (lub równoważnie - od długości fali λ). Z tego powodu dyspersyjny jest również współczynnik załamania n.

Gdy fala świetlna pada na granicę rozdziału dwóch jednorodnych, przezro­czystych ośrodków o różnych współczynnikach załamania, wtedy jej część odbija się od lej granicy, a reszta przez nią przechodzi. W pewnych warun­kach odbicie jest zupełne.

W ośrodkach izotropowych wartość współczynnika załamania nie zależy od kierunku propagacji fali. W ośrodkach optycznie anizotropowych jednoosiowych w tym samym kierunku rozchodzą się dwie fale - zwyczajna i nadzwyczajna. Prędkość fazowa fali zwyczajnej v0 - podobnie jak w przypadku fal w ośrodku izotropowym - nie zależy od kierunku w krysztale. Natomiast dla fali nadzwyczajnej prędkość fazowa zmienia się od wartości v0 dla kierunku propagacji fali zgodnego z kierunkiem osi optycznej do wartości ve dla kierunku prostopadłego do osi optycznej. Różnicę współczynników załamania ne dla fali nadzwyczajnej i no dla fali zwyczajnej nazywa się dwójłomnością.

Podczas przechodzenia światła przez granicę dwóch izotropowych ośrodków spełnione jest prawo Snelliusa mówiące, iż promień padający odbity i załamany oraz prostopadła do granicy rozdziału ośrodków leżą w jednej płaszczyźnie (płaszczyźnie padania), oraz że między kątami padania α i załamania β istnieje związek:

0x01 graphic

  1. WYPROWADZENIE WZORU ROBOCZEGO

0x01 graphic

0x01 graphic

Zakładam, że kąty α i β są małe, możemy w przybliżeniu przyjąć, że:

0x01 graphic

0x01 graphic

gdzie:

k = 0x01 graphic

0x01 graphic
(grubość płytki)

0x01 graphic
(głębokość obrazu urojonego, czyli pozorna grubość płytki)

  1. OBLICZENIA I WYZNACZANIE NIEPEWNOŚCI

  1. Płytka nr 1

  2. d [mm]

    0x01 graphic

    3,11

    2,5E-07

    3,115

    3,025E-05

    3,105

    2,025E-05

    3,11

    2,5E-07

    3,12

    0,00011025

    3,12

    0,00011025

    3,115

    3,025E-05

    3,105

    2,025E-05

    3,09

    0,00038025

    3,105

    2,025E-05

    0x01 graphic

    0x01 graphic

    h

    0x01 graphic

    168

    27188,87699

    172

    28524,00099

    170

    27852,43899

    171

    28187,21999

    168

    27188,87699

    170

    27852,43899

    173

    28862,78199

    164

    25885,75299

    167

    26860,09599

    171

    28187,21999

    0x01 graphic

    0x01 graphic

    0x01 graphic
    0x01 graphic

    0x01 graphic

    1. Płytka nr 2

    2. d [mm]

      0x01 graphic

      2,09

      0,00027225

      2,11

      1,225E-05

      2,105

      2,25E-06

      2,105

      2,25E-06

      2,11

      1,225E-05

      2,11

      1,225E-05

      2,11

      1,225E-05

      2,11

      1,225E-05

      2,105

      2,25E-06

      2,11

      1,225E-05

      0x01 graphic

      0x01 graphic

      h

      0x01 graphic

      130

      16356,74734

      128

      15849,17334

      132

      16872,32134

      128

      15849,17334

      129

      16101,96034

      133

      17133,10834

      134

      17395,89534

      131

      16613,53434

      131

      16613,53434

      130

      16356,74734

      0x01 graphic

      0x01 graphic

      0x01 graphic

      0x01 graphic

      0x01 graphic

      III.WNIOSKI

      - Metoda wyznaczania współczynnika załamania jest potwierdzeniem tego, że załamanie światła zależy od rodzaju ośrodka, w którym się załamuje.

      - Dla płytki szklanej uzyskaliśmy współczynnik załamania równy 1,41

      - Dla płytki z tworzywa sztucznego otrzymaliśmy współczynnik załamania rzędu 1,61.

      - Na błąd pomiaru wywarły wpływ niedokładne ustawienie ostrości



      Wyszukiwarka

      Podobne podstrony:
      KINO AMERYKANSKIE LAT 30 doc id Nieznany
      Ćw 30 doc
      b (30) doc
      ZIA Ćw 05 Badanie przekaźnika nadprądowego czasowego RIT 30 doc
      sprawko ćw 30 doc
      11 30 doc
      13 (30) doc
      F 27 30 (2) DOC
      WICZENIE 31 DOC
      WICZENIE 30
      WICZENIE 30
      ćw 30 doc
      8 (30) DOC
      70 (30) DOC
      30 doc Lenino 1943
      KINO AMERYKAŃSKIE LAT 30 doc
      ¦ćwiczenie 30 doc
      F 27 30 (4) DOC
      9 (30) DOC

      więcej podobnych podstron