Opiekun: dr Piotr Biegański		Imię Nazwisko: Joanna Szmidt Wydział/kierunek: Inżynieria Środowiska Termin zajęć: środa godz.15:15
Temat: Wyznaczanie współczynnika załamania szkła za pomocą spektrometru.		Nr ćwiczenia: 76A
Termin wykonania ćwiczenia: 18.03.'09r.	Termin oddania sprawozdania: 15.04.'09r.	Ocena:

Wstęp:

Pryzmatem nazywamy bryłę przeźroczystą, której dwie ograniczające płaszczyzny tworzą ze sobą kąt , zwany kątem łamiącym pryzmatu. Światło przechodzące przez pryzmat ulega odchyleniu o kąt . Współczynnik załamania obliczamy ze wzoru :

kąt minimalnego odchylenia;

-kąt łamiący.

Gdzie:

dla metody autokolimacji;

dla metody promieni odbitych od ścian bocznych pryzmatu;

.

Załamaniu światła w pryzmacie towarzyszy zjawisko rozszczepienia, wynikające z zależności prędkości światła w danym ośrodku, a więc i zależności współczynnika załamania danego ośrodka od długości fali. Rzucając na ekran widmo promieniowania termicznego silnie ogrzanego ciała otrzymujemy ciągłą białą wstęgę ( tzw. widmo ciągłe ), której część czerwona jest najmniej odchylona, a część fioletowa jest najbardziej odchylona od pierwotnego biegu wiązki. Do tego ćwiczenia użyta została lampa kadmowa.

Wyniki pomiarów:

1.) Wyznaczanie kąta łamiącego pryzmatu:

Metoda autokolimacji				Metoda promieni odbitych
94,22	0,01	224,28	0,01	104,35	0,01	205,08	0,01
94,25	0,01	224,30	0,01	104,39	0,01	205,01	0,01
94,19	0,01	224,26	0,01	104,43	0,01	205,03	0,01
94,23	0,01	224,29	0,01	104,36	0,01	205,05	0,01
94,21	0,01	224,27	0,01	104,42	0,01	204,58	0,01
94,22	=0,01	224,28	=0,01	104,39	=0,01	205,03	=0,01

-dla metody autokolimacji:

=0,02+0,01=0,03

=0,015+0,01=0,025

[rad]

-dla metody promieni odbitych od ścian bocznych pryzmatu:

[rad]

Otrzymane wartości
są podobne, jednak metoda autokolimacji obciążona jest mniejszą niepewnością, dlatego w dalszych obliczeniach będziemy korzystać z wyniku otrzymanego tą metoda.

2.) Wyznaczanie kąta najmniejszego kąta najmniejszego odbicia:

Linia widmowa
czerwona	120,41	0,01	193,24	0,01	36,415	0,01	6,3556	0,0018
zielona	119,55	0,01	194,21	0,01	37,33	0,01	6,5153	0,0018
indygo	119,38	0,01	194,46	0,01	37,54	0,01	6,5520	0,0018
niebieska	119,29	0,01	194,55	0,01	37,63	0,01	6,5677	0,0018

3.)Wyznaczanie współczynnika załamania światła pryzmatu dla różnych długości fal świetlnych:

Linia widmowa						n	n
		[nm]
czerwona	643,8	49,94	0,022	36,415	0,01	1,62864	0,00051
zielona	508,8	49,94	0,022	37,33	0,01	1,64257	0,00051
niebieska	480	49,94	0,022	37,54	0,01	1,64576	0,00051
indygo	467,1	49,94	0,022	37,63	0,01	1,64712	0,00052

Po logarytmowaniu:

Różniczka zupełna tej funkcji wynosi:

Wyniki końcowe:

=1,62864+/-0,00051

=1,64257+/-0,00051

=1,64576+/-0,00051

=1,64712+/-0,00052

Wnioski i uwagi:
Pierwszym zadaniem było zmierzenie kąta łamiącego pryzmatu . Dla obu metod wynik jest podobny. Błędów dotyczących mierzenia tych kątów jest wiele : złe ustawienie pryzmatu na stolika (światło padające na pryzmat mogło częściowo rozpraszać się na krawędziach pryzmatu ), niedokładność odczytu związana z błędem odczytu, zabrudzenie pryzmatu, wpływ czynników zewnętrznych, niedokładne zestawienie obrazu z krzyżem, a także błędy samego urządzenia - spektrometru. Wszystkie te czynniki niekorzystnie wpływają na dokładność pomiaru.

Następnym zadaniem było zmierzenie kąta minimalnego odchylenia dla obu pryzmatów .Wyniki zostały podane wyżej w tabelkach . Następnie należało wykreślić zależność współczynnika załamania n od długości fali  w zależności od oświetlenia lampą . Błędy dotyczące pomiaru kąta minimalnego odchylenia są podobne jak w pierwszym zadaniu: złe ustawienie pryzmatu na stoliku, niedokładność odczytu, zabrudzenie pryzmatu, wpływ czynników zewnętrznych, złe zestawienie obrazu z krzyżem oraz niedokładność spektrometru.

Z wyników i widać ,że wraz ze wzrostem długości fali maleje współczynnik załamania.

Błędy pomiarowe w ćwiczeniu obliczono metodą różniczki logarytmicznej. Błąd bezwzględny n policzono metodą pochodnej logarytmicznej.
*Protokół został przekazany przez koleżankę Monikę Nadolną.

1,625

1,63

1,635

1,64

1,645

1,65

400

450

500

550

600

650

700

n

λ

---