POLITECHIKA WROCŁAWSKA INSTYTUT FIZYKI	Sprawozdanie z ćwiczenia Nr 75
Witold Łuszczkiewicz	Temat: Wyznaczanie współczynnika załamania cieczy i i ciał stałych.
Wydział elektroniki Rok II	Data:96.03.09	Ocena:

1. Wstęp.

Celem doświadczenia było badanie współczynnika załamania światła za pomocą mikroskopu. Współczynnik załamania światła opisuje sposób oddziaływania fali elektromagnetycznej (w szczególności światła) z materią. Charakteryzuje kąt pod jakim załamie się padająca wiązka fali elektromagnetycznej przechodząc poprzez granicę dwóch ośrodków fizycznych .

Jak widać na rysunku obok, przedstawiającym bieg promieni swiatła poprzez prostopadłościenną płytkę, można, z powstałych w ten sposób trójkątów, wyprowadzić następującą zależność:

Dla małych kątów L i B z dobrym przybliżeniem można zastąpić tangensy sinusami. Otrzymujemy wówczas:

gdzie n jest współczynnikiem załamania światła danej próbki względem powietrza. Sam pomiar sprowadza się do zmierzenia wielkości d i h. Za pomocą mikroskopu wykonuje się to poprzez ustawienie ostrości przyrządu na dolnej powierzchni płytki i wyzerowaniu go (pomiar a), a następnie ustawieniu ostrości na obrazie dolnej powierzchni (pomiar b) oraz na powierzchni górnej. Wtedy d=c-a, a h=c-b.

2. Tabele pomiarów i wyników.

2.1. Próbka nr.1 (prawdopodobnie szkło laboratoryjne).

	Wielkości fizyczne i ich błędy
Lp.	pomiar a [mm]	pomiar b[mm]	b	pomiar c[mm]	c	d=c-a	d=c	h=c-b	h= b+c	n	n
	Wymiary wielkości fizycznych
1	0	0.55	0.015	1.75	-0.0243
2	0	0.57	-0.005	1.70	0.0257
3	0	0.56	0.005	1.71	0.0157
4	0	0.58	-0.015	1.75	-0.0243
Wart. śr.	0	0.565	0.02	1.7257	0.042	1.7257	0.042	1.1607	0.062	1.4868	0.12
Wynik	a=0	b=0.570.02			c=1.730.042			d=1.730.042			h=1.160.062			n=1.50.12

2.2. Próbka nr 2(szkło laboratoryjne):

	Wielkości fizyczne i ich błędy
Lp.	pomiar a[mm]		pomiar b[mm]	b		pomiar c[mm]		c		d=c-a		d=c		h=c-b		h= b+c		n		n
	Wymiary wielkości fizycznych
1	0	0.56			-0.007		1.65		0.0238
2	0	0.54			0.0136		1.645		0.0288
3	0	0.555			0.0013		1.69		-0.0162
4	0	0.57			-0.014		1.71		-0.0362
Wart. śr.	0	0.5563			0.02		1.6738		0.05		1.6738		0.05		1.1175		0.07		1.4978		0.14
Wynik	a=0	b=0.560.02						c=1.670.05					d=1.670.05					h=1.160.062					n=1.50.14

2.3. Próbka nr 3(szkło):

	Wielkości fizyczne i ich błędy
Lp.	pomiar a[mm]	pomiar b[mm]	b	pomiar c[mm]	c	d=c-a	d=c		h=c-b	h= b+c	n		n
	Wymiary wielkości fizycznych
1	0	0.60	0.0013	1.71	0.0013
2	0	0.60	0.0013	1.73	-0.0187
3	0	0.595	0.0063	1.70	0.0113
4	0	0.61	-0.009	1.705	0.0063
Wart. śr.	0	0.6013	0.011	1.7113	0.021	1.7113	0.021		1.11	0.032	1.5417		0.064
Wynik	a=0	b=0.560.02			c=1.670.05			d=1.670.05			h=1.160.062					n=1.540.064

2.4. Próbka nr 4(olej parafinowy):

	Wielkości fizyczne i ich błędy
Lp.	pomiar a[mm]		pomiar b[mm]		b		pomiar c[mm]		c		d=c-a		d=c		h=c-b		h= b+c			n		n
	Wymiary wielkości fizycznych
1	0	0.12		-0.011		0.65		-0.005
2	0	0.10		0.0088		0.635		0.01
3	0	0.115		-0.006		0.65		-0.005
4	0	0.10		0.0088		0.645		0.0
Wart. śr.	0	0.1088		0.016		0.645		0.011		0.645		0.011		0.5362		0.027			1.2029		0.082
Wynik	a=0	b=0.100.016					c=0.650.011					d=0.650.011					h=0.540.027					n=1.200.082

2.5. Próbka nr 5(olejek cedrowy):

	Wielkości fizyczne i ich błędy
Lp.	pomiar a[mm]	pomiar b[mm]	b		pomiar c[mm]	c		d=c-a	d=c		h=c-b	h= b+c		n	n
	Wymiary wielkości fizycznych
1	0	0.89	0.0025		3.01	-0.0062
2	0	0.90	-0.008		3.01	-0.0062
3	0	0.89	0.0025		3.005	-0.0012
4	0	0.89	0.0025		2.99	0.0138
Wart. śr.	0	0.8925	0.01		3.0038	0.015		3.0038	0.015		2.1113	0.025		1.423	0.024
Wynik	a=0	b=0.890.01			c=3.000.015				d=3.000.015				h=2.110.025				n=1.420.024

Uwaga:pomiar a został podany bez błędu ponieważ każdorazowo był zerowany.

3. Przykładowe obliczenie współczynnika próbki nr 1:

4. Przykładowe obliczenia błędów próbki nr1:

4.1. Błędy poszczególnych pomiarów:

4.2. Błąd b

Liczony jest metodą Studenta-Fishera dla =0.98:

4.3. Błąd d

Liczony jest metodą różniczki zupełnej i obliczany ze wzoru:

4.4. Błąd n

Liczony jest metodą różniczki zupełnej i oliczany ze wzoru:

5. Dyskusja błędów.

W największym stopniu na dokładność wykonanych pomiarów wpłynęła trudność w jednoznacznym odczycie pomiarów a, b i c określanych subiektywną ostrością obrazu.Do błędów przyczyniły się także same preparaty, które nie musiały być idealnie płaskie. W pomiarze współczynnika załamania cieczy znaczący wpływ miały kłopoty w jednoznacznym ocenieniu grubości warstwy cieczy mierzone przy użyciu częściowo tonącego pyłu.W pomiarze ciał stałych niejednoznaczność wprowadzała bardzo trudna do ocenienia głębokość rysy na jej powierzchni. Natomiast dokładność samego przyrządu (0.005 mm) była wystarczająca.

---