96-02-25 |
LABOLATORIUM Z FIZYKI |
GRUPA 1
|
PRZEMYSŁAW WÓJCIK SŁAWOMIR SURUDO |
TEMAT : |
Wyznaczanie współczynnika załamania światła za pomocą refraktometru Abbego . |
1.ZAGADNIENIA TEORETYCZNE .
Zasada działania refraktometru Abbego opiera się na wyznaczeniu kąta granicznego ϕ , przy przechodzeniu światła z ośrodka badanego o nieznanym współczynniku załamania n2 do ośrodka o współczynniku znanym n1 :
n2 = n1 • sinϕ
Główną częścią tego przyrządu jest kostka złożona z dwóch pryzmatów wykonanych ze szkła flintowego o dużym współczynniku załamania . Pomiędzy pryzmaty wprowadza się kilka kropel badanej cieczy , której współczynnik załamania powinien być mniejszy niż współczynnik załamania szkła pryzmatu . Wiązka promieni pada na pryzmat oświetlający zostaje rozproszone tak że do cieczy pada ono pod różnymi kątami .
Na granicy cieczy promienie ulegają załamaniu i do pryzmatu refraktometrycznego wchodzi wiązka która po przejściu przez prymaty zostaje skierowana na obiektyw . Gdzie na podziałce możliwy jest bezpośredni odczyt bezwzględnego załamania cieczy .
Obok współczynnika załamania światłą charakterystyczną wielkością każdego ośrodka jest jego dyspersja optyczna .
Miarą dyspersji danego ośrodka jest różnica współczynników załamania dla lini F i C Fraunhofera przy czym linia F leży w krótkofalowej części widma , linia C w długofalowej :
Δn = nf - nc
My wyznaczamy dyspersję za pomocą odczytu na zaopatrzonej w podziałkę śrubie mikrometrycznej kompensatora służącego do ustawiania ostrości odczytu . Na podstawie odczytanej wartości liczby Z obliczamy dyspersje ze wzoru :
Δn = A + Bδ
Gdzie A,B i δ - stałe , których wartości można odczytać z tablicy dla danej wartości liczby Z i współczynnika załamania n badanej cieczy .
2.PRZEBIEG ĆWICZENIA .
Mierzyliśmy współczynniki załamania pięciu cieczy , przy czym dla każdej cieczy pomiar przeprowadzaliśmy trzy razy . Celem ćwiczenia było wyznaczenie współczynników załamania tych cieczy , a następnie wyznaczenie dla każcej z nich dyspersji za pomocą wartości Z odczytanych ze śruby mikrometrycznej kompensatora .
3.POMIARY.
CIECZ BADANA |
Z [ dz ] |
n 1 |
n 2 |
n 3 |
n śr |
1 |
42 |
1,3398 |
1,340 |
1,3396 |
1,3398 |
2 |
42,8 |
1,4051 |
1,4052 |
1,4051 |
1,4051 |
3 |
43 |
1,4760 |
1,4762 |
1,4760 |
1,4761 |
4 |
43 |
1,3498 |
1,3499 |
1,3498 |
1,3498 |
5 |
42 |
1,3336 |
1,3337 |
1,3336 |
1,3336 |
4.OBLICZENIA .
Obliczam rozproszenie wartości średniej dla cieczy nr.1 :
Z tabeli odczytuje wartość współczynnika t dla prawdopodobieństwa 99% i dla 3 pomiarów t = 9,9 .
Następnie obliczam niepewność przypadkową :
Procedurę powtarzam dla każdej cieczy i tak :
ciecz nr.2
ciecz nr.3
ciecz nr.4
ciecz nr.5
Niepewność odczytu współczynnika załamania wynosi : Δno=0,0005
Tak więc niepewności pomiarowe policzymy :
Wyniki :
Ostatecznie :
4.DYSPERSJA.
Dyspersje dla każdej cieczy obliczymy ze wzoru : Δn = A + Bδ
Współczynniki A,B i δ odczytujemy z tabeli dla danego Z , i dla poszczególnych cieczy wynoszą one :
ciecz nr.1
A=0,024685 ; B=0,032088 ; δ=0,588
Ciecz nr.2
A=0,02443 ; B=0,030079 ; δ=0,596
Ciecz nr.3
A=0,024218 ; B=0,028014 ; δ=0,629
Ciecz nr.4
A=0,024635 ; B=0,03189 ; δ=0,629
Ciecz nr.5
A=0,024715 ; B=0,032196 ; δ=0,588
Po obliczeniu :
5.WNIOSKI.
Przebadaliśmy pięć różnych cieczy . Dla wszystkich cieczy prócz jednej dało się uzyskać na refraktometrze wyrażny obraz co pozwoliło na wyznaczenie współczynników załamania tych cieczy . Jedynie ciecz numer 3 sprawiała pewne kłopoty nie dało się ustalić wyrażnego obrazu jak w innych cieczach , obraz był zamazany i niewyrażny . Dlatego więc dla cieczy numer 3 wyniki tego doświadczenia mogą być nieprawdziwe .