Nr ćwiczenia 308 |
Data 31.03.2011 |
Imię i Nazwisko Iwona Owczarzak Jan Pawłowski |
Wydział Technologii Chemicznej |
Semestr II |
Grupa 6 Nr lab. 3 |
Prowadzący: dr Mirosława Bertrand
|
przygotowanie |
wykonanie |
ocena |
Wyznaczanie współczynnika załamania światła dla cieczy za pomocą refraktometru Abbego
1.Wstęp teoretyczny
Promień świetlny biegnąc z ośrodka optycznie rzadszego (I), do optycznie gęstszego (II), np. z powietrza do szkła, ulega załamaniu na granicy ośrodków, tworząc w ośrodku gęstszym mniejszy kąt z normalną do powierzchni, niż ośrodku rzadszym. Przy pewnym kącie padania
, zwanym kątem granicznym - promień nie przechodzi do I ośrodka, natomiast przy kącie większym od
następuje zjawisko całkowitego wewnętrznego odbicia.
Każdemu kątowi padania α odpowiada inny kąt załamania β, lecz stosunek sinusów obu kątów ma wartość stałą dla danej pary ośrodków i długości fali światła.
Wyraża to wzór Snella: (01)
sinα - sinus kąta padania
sinβ - sinus kąta załamania
- bezwzględny współczynnika załamania dla ośrodka I
- bezwzględny współczynnik załamania dla ośrodka II
- względny współczynnik załamania
Gdzie bezwzględny współczynnika załamania można wyrazić jako: (02)
c - prędkość światła
v - prędkość w konkretnym ośrodku
W przypadku całkowitego wewnętrznego odbicia zachodzącego przy kacie granicznym, wzór Snalla przyjmuje wyjątkowo wygodną i prostą postać: (03)
2. Wyniki pomiarów:
Cp [%] |
n |
Δn |
T [°C] |
ΔT [°C] |
0 |
1,3300 |
±0,0005 |
20 |
±0,5 |
10 |
1,3430 |
±0,0005 |
|
|
30 |
1,3690 |
±0,0005 |
|
|
50 |
1,3980 |
±0,0005 |
|
|
70 |
1,4260 |
±0,0005 |
|
|
100 |
1,4690 |
±0,0005 |
|
|
x |
1,3590 |
±0,0005 |
|
|
Cp - stężenie procentowe roztworu gliceryny
n - współczynnik załamania światła
T - temperatura
Cp [%] |
n |
Δn |
T [°C] |
ΔT [°C] |
100 |
1,4690 |
±0,0005 |
20 |
±0,5 |
|
1,4700 |
±0,0005 |
25 |
±0,5 |
|
1,4690 |
±0,0005 |
30 |
±0,5 |
|
1,4680 |
±0,0005 |
35 |
±0,5 |
|
1,4665 |
±0,0005 |
40 |
±0,5 |
|
1,4655 |
±0,0005 |
45 |
±0,5 |
|
1,4650 |
±0,0005 |
50 |
±0,5 |
|
1,4630 |
±0,0005 |
55 |
±0,5 |
|
1,4620 |
±0,0005 |
60 |
±0,5 |
3. Dyskusja błędów
Błędy w doświadczeniu mogą wynikać z niewłaściwego odczytania kąta na kątomierzu. Również część błędów może być spowodowana złym ustawieniem sieci pajęczej, niedokładnym ustawieniu granicy pola jasnego i ciemnego, oraz złym ustawieniem rozszczepienia barw.
4. Wnioski
Z doświadczenia przeprowadzonego dla różnych stężeń roztworu gliceryny wynika liniowa zależność współczynnika załamania światła od stężenia. Współczynnik załamania światła rośnie wraz ze stężeniem roztworu gliceryny.
Natomiast z przeprowadzonych pomiarów dla 100% roztworu gliceryny, wynika liniowa zależność bezwzględnego współczynnika załamania od temperatury. Tutaj natomiast współczynnik załamania światła zmniejsza się wraz ze wzrostem temperatury roztworu. Można stwierdzić, że dla różnej wartości stężenia roztworu, ta zależność będzie również liniowa.