1. Doświadczenie:

Generator wytwarzający sygnał elektryczny o częstotliwości 50,1 MHz moduluje prąd zasilający diodę elektroluminescencyjną. Dlatego wysyła ona światło, którego natężenie zmienia się właśnie z taką częstotliwością. Metodą figur Lissajous porównane są fazy sygnału modulującego świecenie diody i sygnału fotodetektora. Obserwując zachowanie figury Lissajous na ekranie oscyloskopu można stwierdzić, że przy wydłużeniu drogi przebytej przez światło opóźnienie sygnału z detektora względem sygnału modulującego świecenie osiąga w pewnym momencie 180°. To oznacza, że przebycie tej wydłużonej drogi trwało połowę okresu modulacji, który dla 50 MHz wynosi 2x10^-8sek. Mierząc odpowiednie odległości i znając czas ich pokonania można obliczyć prędkość fali w powietrzu c oraz współczynnik załamania dla światła dla określonego ciała.

2.

Tabelaryczne przedstawienie danych pomiarowych:

	Powietrze	Woda	(Powrót)
Nr Pomiaru
1	148,0	150,0	130,0
2	152,0	149,0	129,0
3	149,0	148,5	126,0
4	149,5	147,5	125,5
5	150,5	148,0	127,0

3.

Obliczanie prędkości światła w powietrzu:

Chcąc znaleźć prędkość światła w powietrzu zwiększamy drogę wiązki światła w powietrzu o Δl=2*Δx

Oznacza to, że światło potrzebuje na przebycie tej dodatkowej drogi czas równy połowie okresu modulacji sygnału - Δt=1/2f, f=50.1MHz

Prędkość światła w powietrzu obliczamy dzieląc drogę przez czas, w jakim światło ją przebiega - c=Δl/Δt=4f*Δx (c [ m/s] )

W ostateczności otrzymujemy:

Nr pomiaru:

1. c=29659,2

2. c=30460,8

3. c=29859,6

4. c=29959,8

5. c=30160,2

4.

Obliczanie współczynnika załamania światła dla wody:

Prędkość światła w wodzie c_m mierzy się przez porównanie z prędkością światła w powietrzu c. W pierwszym pomiarze (z wodą umieszczoną w torze wiązki, długość elementu rury z wodą wynosi 105 cm = l_m), światła przebywa odległość l₁ w czasie t₁ - l₁=2x₁ t₁=[(l₁-l_m)/c]+l_m/c_m

W drugim pomiarze (po wyjęciu badanego ośrodka), światło przebywa drogę l₂ w czasie t₂ - l₂=l₁+2Δx t₂=(l₁+Δ2x)/c

Ponieważ czasy te są jednakowe to z równania t₁=t₂ otrzymujemy wzór na współczynnik załamania: n=(2*Δx/l_m)+1

W ostateczności otrzymujemy:

Nr pomiaru:

1. n=3,86

2. n=3,73

3. n=3,52

4. n=3,27

5. n=3,67

5. Wnioski:

• otrzymane wyniki przy obliczania prędkości światła w powietrzu zbliżone są do realnych wyników, oraz wyniki uzyskane z obliczeń na współczynnik załamania (dla wody), też są zbliżone do realnych wyliczeń

• urządzenia układu pomiarowego wprowadzają niezauważalne błędy i nie mają praktycznego wpływu na wartości otrzymywanych wyników

• negatywny wpływ na dokładność pomiaru występuje przy próbie uzyskania linii, a związane jest to z szerokością wyświetlonej linii na ekranie oscyloskopu

---