UNIWERSYTET ÅšL
SKI W KETOWICECH
I PRACOWNIA FIZYCZNA
Ć W I C Z E N I E 73
WYZNACZANIE WSPÓA
CZYNNIKA
ZAA
AMANIA ÅšWIATA
A
METOD
K
TA NAJMNIEJSZEGO ODCHYLENIA
CEL ĆWICZENIA
Wyznaczanie współczynnika załamania światła w pryzmacie, dla różnych długości fal, metodą
pomiaru kÄ…ta najmniejszego odchylenia.
WYMAGANIA DO KOLOKWIUM
1.Względny i bezwzględny współczynnik załamania światła - definicje.
2.Zjawisko odbicia i załamania światła na granicy dwóch ośrodków.
3.Dyspersja światła.
4.Bieg promieni świetlnych przez pryzmat i znajomość odpowiednich zależności związanych z
tym zjawiskiem.
POMOCE POTRZEBNE DO WYKONANIA ĆWICZENIA
1.Goniometr ze szczelinÄ….
2.Szklany pryzmat.
3.y
ródło światła  lampa rtęciowa.
Pamiętaj: goniometr ( rys.A ) jest bardzo precyzyjnym i czułym przyrządem pomiarowym. Wszelkie
manipulacje należy wykonywać delikatnie z wykorzystaniem małych sił.
Do odczytu wartości mierzonych kątów służy okular podziałki kątowej (6 ) W jego polu widzenia znajdują
się dwie skale: główna i boczna. Na skali głównej najmniejsza odległość pomiędzy dwoma bisektorami
(%% %% ) wynosi 10 minut. Podziałka boczna z lewej strony służy do odczytu pojedynczych minut,
1
a z prawej strony do odczytu sekund ( najmniejsza działka 2 sekundy ). Aby dokonać pomiaru wartości
mierzonego kąta należy przy pomocy pokrętła ( 7 ) ustawić pionową rysę na środku bisektora ( %% ) ,
a następnie odczytać wartości z obydwu podziałek.
UWAGA: nie wolno dotykać pryzmatu. Obrotu stolika z pryzmatem dokonujemy poprzez obrót
pierścienia ( 5 ).
9 3 1
8 2
9
5
4
6
7
Rys. A. Goniometr: 1) Kolimator.
2) Luneta.
3) Pryzmat zamocowany na stoliku.
4) Pokrętło do regulacji szerokości szczeliny.
5) Pierścień do obracania stolikiem pryzmatu.
6) Okular podziałki kątowej.
7) Pokrętło podziałki bocznej.
8) Okular lunety.
9) Regulacja ostrości obrazu szczeliny.
2
PRZEBIEG ĆWICZENIA
I. Pomiar kÄ…ta Å‚amiÄ…cego pryzmatu metodÄ… nieruchomego pryzmatu i ruchomej lunety.
1. Ustaw pryzmat krawędzią łamiącą w stronę kolimatora ( rys.B ).
2. Poszukaj gołym okiem odbitego od lewej ścianki pryzmatu obrazu szczeliny i ustaw w
tym kierunku lunetę, tak aby obraz szczeliny znalazł się w środku pola widzenia ( I -
sze ustawienie lunety ) i odczytaj wartość kąta łL = 2ą1 .
3. Powtórz te same czynności dla prawej ścianki pryzmatu ( II - gie ustawienie lunety )
i odczytaj wartość kąta łP .
Rys. B. Wyznaczanie kÄ…ta Å‚amiÄ…cego pryzmatu
3
II Pomiar kÄ…ta minimalnego odchylenia
1. W położeniu pryzmatu zgodnym z Rys.C.a poszukaj gołym okiem barwnego widma
szczeliny, a następnie ustaw w tym kierunku lunetę.
2. Obserwuj przez lunetę wybrany prążek widma obracaj następnie stolik tak ( poprzez
obrót pierścienia 5 wg Rys.A - nie dotykaj pryzmatu ), aby obraz widma przesuwał się w
stronę położenia zerowego lunety. Uchwyć położenie stolika przy którym obraz widma
zatrzymuje siÄ™ i zawraca. Odczytaj wartość kÄ…ta ´L.
3. Analogiczne pomiary wykonaj dla symetrycznego ustawienia pryzmatu ( Rys.C.b )
mierzÄ…c wartość kÄ…ta ´P .
Rys.C. Sposób wyznaczania kąta minimum odchylenia.
a) ustawienie dla lewej ścianki pryzmatu.
b) symetryczne ustawienie dla prawej ścianki pryzmatu.
UWAGA! Ustal z prowadzącym ćwiczenie wymagane ilości pomiarów.
4
OPRACOWANIE WYNIKÓW
I. Pomiar kÄ…ta Å‚amiÄ…cego pryzmatu:
1. Oblicz średnie wartości kątów łLśr i łPśr oraz podaj ich niepewności pomiarowe "łL i "łP
2. KorzystajÄ…c z zależnoÅ›ci Õ = ( Å‚LÅ›r + 360 - Å‚PÅ›r ) /
Õ Å‚ Å‚ /
Õ Å‚ Å‚ / 2 okreÅ›l wartość kÄ…ta Å‚amiÄ…cego pryzmatu
Õ Å‚ Å‚ /
3. Oblicz niepewność pomiarową.
II. Pomiar kÄ…ta minimalnego odchylenia:
1. Korzystając z tabeli długości fali światła emitowanego przez pary rtęci przyporządkuj odpowiednie
wartości  obserwowanym prążkom widma rtęci.
2. Oblicz Å›rednie wartoÅ›ci kÄ…tów ´LÅ›r i ´PÅ›r dla każdego pomierzonego prążka.
3. Dla każdego pomierzonego prążka i odpowiadającej mu fali świetlnej oblicz wartość kąta minimum
odchylenia ´min wg zależnoÅ›ci:
´min = [´lÅ›r + ( 3600 - ´pÅ›r )] / 2
4. Oblicz niepewności pomiarowe.
III. Obliczanie współczynnika załamania światła:
1. Określ współczynnik załamania światła dla poszczególnych długości fal:
sin (´min + Õ) / 2
n =
sin (Õ / 2)
2. Metodą różniczki zupełnej określ niepewność pomiarową "n.
3. Na podstawie uzyskanych wyników narysuj wykres zależności n = f () [ krzywa dyspersji] z
zaznaczeniem niepewności pomiarowych.
IV. Wnioski:
Scharakteryzuj otrzymany wykres i podaj przyczyny powstawania błędów pomiarowych.
Literatura:
1. T. Hanc "Pomiary optyczne"
2. T Dryński "Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki"
3. F. Kohlrausch "Fizyka laboratoryjna"
4. F. Crawford "Fale"
5. Sz. Szczeniowski " Fizyka doświadczalna - optyka"
6. D. Holliday, R. Resnick "Fizyka"
5