Dzień 3 .11.2010r godzina 12:15 – 14:15 grupa 3
Wydział WEEIA
semestr I rok akademicki 2010/2011
Kod ćwiczenia
Tytuł ćwiczenia
W1
POMIAR PRĘDKOŚCI ŚWIATŁA
Krzysztof Filipek
nr indeksu 164333
Kamil Turkowski
nr indeksu 164478
ocena _____
• Strony wstępnej.
• Kartki zawierającej dane pomiarowe
• 2 stron z obliczeniami
• Stroną z wnioskami.
Celem doświadczenia był:
Pomiar prędkości światła w powietrzu i w ośrodku (wodzie).
Do wykonania doświadczenia został użyty układ pomiarowy składający się z: oscyloskopu, przyrząd pomiarowego, soczewek ogniskujących, dzielone zwierciadła, „rury”
z wodą.
Przebieg doświadczenia:
Doświadczenie zostało przeprowadzone w dwóch etapach: I. Bez użycia ośrodka na drodze wiązki światła: 1. Na drodze światła, na skali umieściliśmy zwierciadło 2. Skalibrowaliśmy obraz na oscyloskopie dla uzyskania linii 3. Odsunęliśmy zwierciadło do momentu aż uzyskaliśmy obraz obrócony o 180O (linię nachyloną w stronę przeciwną) 4. Doświadczenia powtórzyliśmy dziesięciokrotnie, za każdym razem ustawiając zwierciadło w nowej pozycji początkowej (nowa pozycja =
poprzednia + ~1cm)
II. Z użyciem ośrodka (tuby z wodą) na drodze wiązki światła: 1. Na drodze światła umieściliśmy tubę z wodą, a za nią umieściliśmy zwierciadło
2. Skalibrowaliśmy obraz na oscyloskopie dla uzyskania linii 3. Usunęliśmy ośrodek z linii wiązki światłą i odsunęliśmy zwierciadło aż do uzyskania linii.
4. Doświadczenia powtórzyliśmy dziesięciokrotnie, za każdym razem ustawiając zwierciadło w nowej pozycji początkowej (nowa pozycja =
poprzednia + ~0,5cm)
2.0
Obliczenia dla pomiaru bez ośrodka Dane:
x1 – położenie początkowe zwierciadła x2 – położenie po przesunięciu zwierciadła (uzyskanie obrazu obróconego o 180O) Δx = x2 - x1
x1 [cm]
x2 [cm] Δx [cm]
0
146
146
1
147,5
146,5
2,5
149
146,5
3
151
148
3,5
153
149,5
4
153
149
5
153
148
6
154
148
8
154,5
146,5
10
155
145
Średnia wartość dla Δx wynosi 147,3 cm .
Obliczenia:
c – prędkość światła w powietrzu
f – częstotliwość modulacji
c=4f∗ Δx
f =50,1 MHz=50,1∗106 Hz=50100000 Hz c=4∗50100000 Hz∗147,3 cm=4∗50100000 Hz∗1,473 m=295189200 m/ s Wynik:
Prędkość światła w powietrzu wynosi 295189200m/s .
3.1
Obliczenia dla pomiaru z ośrodkiem (wodą) Dane:
x1 – położenie początkowe zwierciadła x2 – położenie po przesunięciu zwierciadła (uzyskanie obrazu w postaci linii) Δx = x2 - x1
x1 [cm]
x2 [cm] Δx [cm]
100
117
17
100,5
118
17,5
101
119
18
101,5
119,5
18
102
120
18
102,5
120,4
17,9
103
121
18
103,5
121,5
18
105
123,5
18,5
110
128
18
Średnia wartość dla Δx wynosi 17,89 cm .
Obliczenia:
c – prędkość światła w powietrzu
cm – prędkość światła w wodzie
n – współczynnik załamania światłą
lm – długość tuby z wodą
c=295189200 m/ s c
c =
m
n
2
n
x
=
1
lm
l =102 cm
m
2
35,78 cm
n
∗17,89 cm
=
1=
1≈1,351
l
102 cm
m
295189200 m
c
/ s
=
≈218496817,17 m/ s
m
1,351
Wynik:
Prędkość światła w wodzie wynosi około 218496817,17 m/s .
3.2