NEWTON1, 2. Tabele pomiar˙w.


II rok

INFORMATYKA

Tomasz Murlikiewicz

96.03.11

Nr 19

Temat : Pomiar długości fali świetlnej (pierścienie Newtona) .

1. Opis ćwiczenia.

Do wyznaczenia długości fali świetlnej wykorzystano w ćwiczeniu zjawisko interferencji w układzie optycznym do otrzymywania pierścieni Newtona. Znając promienie poszczególnych pierścieni oraz promień krzywizny soczewki można wyznaczyć długość badanej fali . Ćwiczenie składało się z dwóch etapów . W pierwszym etapie należało wyznaczyć promień krzywizny płasko-wypukłej soczewki , użytej w układzie optycznym , badając wiązkę światła o znanej długości fali . Drugi etap polegał na określeniu długości fal światła monochromatycznego otrzymanego przez odfiltrowanie światła białego, z wykorzystaniem tego samego układu optycznego co w pierwszym etapie. Tym razem szukana była długość fali , którą można było wyliczyć znając promień krzywizny soczewki .

2. Przebieg ćwiczenia.

Zarówno w pierwszym jak i w drugim etapie ćwiczenia wykorzystano mikroskop , o słabym powiększeniu , do obserwacji powstałych w wyniku interferencji pierścieni Newtona w świetle odbitym . Mikroskop ten wyposażony był w ruchomy stolik , pozwalający na przesuwanie zamocowanego na nim przedmiotu . Dokładny pomiar przesuwu stolika w przód i tył był możliwy dzięki sprzężonemu z nim czujnikowi mikrometrycznemu . Na stoliku , bezpośrednio pod obiektywem , został umieszczony układ optyczny (soczewka płasko-równoległa i płytka szklana) do otrzymywania pierścieni Newtona . Na układ ten , za pomocą oświetlacza , została prostopadle kierowana wiązka światła pochodząca z umieszczonego przed oświetlaczem źródła. Powstały obraz interferencyjny obserwowano przez okular . Ponadto w pierwszym etapie źródłem światła o znanej długości fali (589 nm) była lampa sodowa , dająca żółtą linię sodu . W drugim etapie zamiast lampy sodowej użyto lampy mikroskopowej dającej światło białe , a także zastosowano filtry interferecyjne do otrzymywania światła monochromatycznego .

Szkic układu do obserwacji pierścieni Newtona :

0x01 graphic

3. Tabele pomiarów.

1) wyznaczanie promienia krzywizny soczewki :

Lp

rząd

n

odczyt w przód rp [mm]

odczyt w tył rt [mm]

1.

5

1,27

1,44

2.

10

1,72

1,88

3.

15

2,09

2,16

2) wyznaczanie długości fali światła monochromatycznego :

a) filtr interferencyjny nr 1 :

Lp

rząd

n

odczyt w przód rp [mm]

odczyt w tył rt [mm]

1.

5

1,29

1,57

2.

10

1,71

2,02

3.

15

2,08

2,40

b) filtr interferencyjny nr 2 :

Lp

rząd

n

odczyt w przód rp [mm]

odczyt w tył rt [mm]

1.

5

1,28

1,40

2.

10

1,70

1,82

3.

15

2,05

2,20

3. Błędy i obliczenia.

Odpowiednio do powyższego punktu :

1) promień krzywizny soczewki i błąd jego pomiaru obliczono ze wzorów :

W celu wykonania obliczeń przyjęto : stałe rn = 1,27 mm dla n = 5 , natomiast za rm przyjmowano kolejne wartości na r ; λNa = 589 nm ,

Δr = 0,04 mm . Wyniki obliczeń :

Lp.

rząd m

[mm]

[mm]

R

[mm]

ΔR

[mm]

1.

5

1,355

--

--

2.

10

1,8

476,73

85.7

3.

15

2,125

454.94

47.3

Średnia wartość promienia krzywizny soczewki wynosi Rśr = 465.84 mm ,

a odchylenie średnie kwadratowe od wartości średniej ΔŚrKwR = 10,9 mm .

2) długość fali światła monochromatycznego i błąd jej pomiaru wyznaczono ze wzorów :

W celu wykonania obliczeń przyjęto : stałe rn = 1,29 mm dla n = 5 , natomiast za rm przyjmowano kolejne wartości na r ; ΔR - odpowiednio dla rzędu n z tabel ; stałe R = 465,84 mm , Δr = 0,04 mm . Wyniki obliczeń :

a) filtr interferencyjny nr 1 :

Lp.

rząd m

[mm]

[mm]

λ

[nm]

Δλ

[nm]

1.

5

1,34

--

--

2.

10

1,76

559

209

3.

15

2,125

584

118

Średnia wartość długości fali wynosi λ = 572 nm , a odchylenie średnie kwadratowe od wartości średniej ΔŚrKwλ = 12,5 nm .

b) filtr interferencyjny nr 2 :

Lp.

rząd m

[mm]

[mm]

λ

[nm]

Δλ

[mm]

1.

5

1,43

--

--

2.

10

1,87

623

264

3.

15

2,24

638

127

Średnia wartość długości fali wynosi λ = 631nm , a odchylenie średnie kwadratowe od wartości średniej ΔŚrKwλ = 8 nm .

4. Wnioski z ćwiczenia .

W otrzymanych wynikach pomiaru długości fali i promienia krzywizny soczewki wyróżniono dwa rodzaje błędów . Błędy wyznaczone metodą róż-niczki zupełnej świadczą o wpływie poszczególnych wielkości na wielkość badaną , błąd średni kwadratowy natomiast jaka jest powtarzalność pomiarów.

Uzyskane wyniki świadczy o dość dobrej powtarzalności .

- filtr nr 1 : λŚr = 572 nm - barwa ta leży na granicy barw : zielona i żółtozie-lona (570 nm) - co zgadza się z barwą filtru użytego w ćwiczeniu

- filtr nr 2 : λŚr = 631 nm - barwa ta leży na granicy barw : pomarańczowa i czerwona (630 nm) - co także zgadza się z barwą filtru użytego w ćwiczeniu .

Na błędy pomiarów miały wpływ między innymi takie czynniki jak :

- niemożność dokładnego określenia środka pierścieni - kąt widzenia na to nie pozwalał ,

- duża czułość układu na wpływ czynników zewnętrznych takich jak szturchnie.



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
TABELE POMIAROWE
Tabele pomiarowe do pomiaru rezystancji, Laboratorium z podstaw elektrotechniki i elektroniki
@FIZ65, 4. Tabele pomiarowe.
@FIZ65, 4. Tabele pomiarowe.
cwiczenie10, TABELE POMIAROWE, TABELE POMIAROWE
3 Tabele pomiarowe i wynikowe
Tabele pomiarowe61
tabele pomiarowe, Politechnika Poznańska, Elektrotechnika, Teoria obwodów, Laboratoria, 01. Wybrane
LAB 9 02, 2. Tabele pomiar˙w.
Tabele pomiarowe i wynikowenowe
Tabele pomiarowe
Tabele pomiarowe do wyznaczania przerwy
Kopia tabele pomiarowe
Tabele pomiarowe1
Tabele pomiarowe
POMIAR DŁUGOŚCI?LI ŚWIETLNEJ (PIERŚCIENIE NEWTONA)

więcej podobnych podstron