Politechnika Łódzka Filia w Bielsku-Białej 04.05.2004

Wydział Budowy Maszyn

Studia dzienne inżynierskie

Semestr II

SPRAWOZDANIE nr 72.

TEMAT : Wyznaczanie WSPÓŁCZYNNIKA ZAŁAMANIA ŚWIATŁA ZA POMOCA MIKROSKOPU.

Rafał Sztwiorok

Adam Adamus

Maria Schodnicka

Wstęp teoretyczny.

1. Prawo odbicia.

• kąt padania fali jest równy kątowi odbicia,

• promień fali padającej i fali odbitej oraz normalna (prostopadła) wystawiona w punkcie padania leżą w jednej płaszczyźnie.

2.Prawo załamania.

• stosunek sinusa kąta padania do sinusa kąta załamania jest wielkością stałą równą bezwzględnemu współczynnikowi załamania środowiska drugiego względem pierwszego,

• promień fali padającej, załamanej i normalna wystawiona w punkcie padania leżą w jednej płaszczyźnie.

n₁ sin   n₂ sin 

3,Całkowite wewnętrzne odbicie światła.

Zachodzi gdy :

• światło przechodzi z ośrodka gęstszego do rzadszego,

• kąt padania jest większy od kąta granicznego.

n₁ sin   n₂ sin 

  _g

n₁ sin   n₂ sin 90 

sin _g =

Względny współczynnik załamania

n_2,1 =

n₁ , n₂ - bezwzględne współczynniki załamania określane względem próżni.

Przejście światła przez pryzmat.

Pryzmat - ciało przeźroczyste ograniczone z obydwu stron płaszczyznami przecinającymi się pod kątem zwanym łamiącym pryzmatu.

Oglądając punkt O przez warstwę materiału widzimy jego obraz O₁ . Grubość pozorna płytki a, równa odległości O₁ O₂ jest zależna od rzeczywistej płytki d i jej współczynnika załamania n .

Dla ośrodka jednorodnego optycznie współczynnik załamania n jest równy:

Przy założeniu że kąty _ i _ są małe, współczynnik załamania n dla rozważanej płytki wyraża się wzorem:

Przebieg ćwiczenia.

1. Dokonać pomiaru grubości płytek d za pomocą śruby mikrometrycznej,

2. Umieścić płytkę na stoliku mikroskopu i podnieść stolik tak, aby obiektyw znajdował się tuz nad powierzchnią płytki,

3. Patrząc przez okular mikroskopu przesuwać powoli stolik w dół do chwili uzyskania ostrego obrazu dolnej powierzchni płytki. Wyzerować wskazanie czujnika zegarowego,

4. Przesunąć stolik mikroskopu w górę, tak aby uzyskać ostry obraz górnej powierzchni płytki. Odczytać wskazanie czujnika zegarowego - a.

5. Powtórzyć pięciokrotnie pomiary w podpunktach c) i d). Wyniki zapisać w tabeli I .

Tabela I.

Rodzaj płytki	a1 [mm]	a2 [mm]	a3 [mm]	a4 [mm]	a5 [mm]	a [mm]	S^'a [mm]	Sa [mm]
Pleksi	1,41	1,40	1,41	1,41	1,41	1,41	0,06	0,05
Szkło	1,85	1,83	1,82	1,83	1,83	1,83	0,13	0,11

Tabela II.

Rodzaj płytki	d [mm]	d [mm]	a1 [mm]	a1' [mm]	a2 [mm]	a2' [mm]	N -	n -
Pleksi	2,11	0,01	0,40	0,01	1,81	0,01	1,50	0,03
Szkło	2,38	0,01	0,30	0,01	2,13	0,01	1,30	0,02

Obliczenia dla tabeli II:

- Pleksi:

=1,81 - 0,40 = 1,41 [mm]

- Szkło:

= 2,13 - 0,30 = 1,83 [mm]

Średni błąd kwadratowy dla Tabeli I:

- dla pleksi:

S_a= S_a t_α,n = 0,005 *1,2 = 0,006

= 0,01 [mm] =

0,01 + 0,01 = 0,02 [mm]

a po przekształceniu mamy :

= 0,03

- dla szkła

Obliczenia są analogiczne jak dla płytki z pleksi.

Wynik końcowy:

Współczynnik załamania światła wynoszą dla :

• pleksi 1,50 ± 0,03

• szkła 1,52 ± 0,02

---