Nr ćwiczenia: 9	Temat: Współczynnik załamania światła dla ciał stałych	Ocena z teorii:
Nr Zespołu: 9	Nazwisko i imię: Stachura Marcin	Ocena zaliczenia ćwiczenia:
Data 1.03.2006r.	EAIiE, rok 1 AiR, grupa 1	Uwagi:

1. Cel ćwiczenia.

Wyznaczenie współczynnika załamania ciał stałych za pomocą mikroskopu.

2. Wprowadzenie.

Współczynnik załamania:

gdzie, c- prędkość światła w próżni, v - prędkość światła w danym ośrodku materialnym.

Prawo odbicia: Promień padający, promień odbity i normalna do powierzchni granicznej wystawiona w punkcie padania promienia leżą w jednej płaszczyźnie i kąt padania równa się kątowi odbicia α₁ = α₂.

Prawo załamania: Stosunek sinusa kata padania do sinusa kąta załamania jest równy stosunkowi bezwzględnego współczynnika załamania ośrodka drugiego n₂ do bezwzględnego współczynnika załamania ośrodka pierwszego n₁, czyli współczynnikowi względnemu załamania światła ośrodka drugiego względem pierwszego.

Zasada Huygensa mówi, że wszystkie punkty czoła fali można uważać za źródła nowych fal kulistych. Położenie czoła fali po czasie t będzie dane przez powierzchnię styczną do tych fal kulistych.

Całkowite wewnętrzne odbicie: Jest to zjawisko w którym nie zachodzi załamanie fali na powierzchni łamiącej. Zachodzi ono, gdy kąt padający jest większy od kąta granicznego α_g danego wzorem:

Dyspersja: Jest to zjawisko zależności prędkości fali świetlnej od częstotliwości drgań przechodzącej fali. Dla większości materiałów wraz ze wzrostem częstotliwości fali maleje jej prędkość, a rośnie współczynnik załamania.

Wykonanie pomiaru

1. Zmierzyć śrubą mikrometryczną grubość rzeczywistą płytek. Pomiar wykonać kilkakrotnie.

2. Narysować flamastrem na każdej z powierzchni płytki linię tak, by linie te się krzyżowały. Linie te mają służyć do łatwiejszego ustawienia ostrości górnej i dolnej powierzchni płytki w mikroskopie i do identyfikacji powierzchni.

3. Po umieszczeniu płytki na stoliku mikroskopu ustawić na ostrość obraz linii na jednej z powierzchni płytki. Odczytać wskazanie czujnika.

4. Ustawić na ostrość obraz linii na drugiej powierzchni i dokonać odczytu czujnika.

5. Czynności z punktów 3 i 4 powtórzyć dziesięciokrotnie.

Opracowanie wyników

Płytka z pleksi

D (grubość rzeczywista) [mm]	d1 (górna powierzchnia) [mm]	d2 (dolna powierzchnia) [mm]	d1 (średnia arytmetyczna) [mm]	d2 (średnia arytmetyczna) [mm]	d1-d2 (grubość pozorna) [mm]	n (współczynnik załamania) [mm]
	8,3	9,65			1,35	1,2
	8,31	9,65			1,34	1,21
	8,25	9,66			1,41	1,15
	8,26	9,69			1,43	1,13
1,63	8,27	9,64	8,27	9,66	1,37	1,18
	8,27	9,7			1,43	1,13
	8,25	9,69			1,44	1,13
	8,23	9,65			1,42	1,14
	8,27	9,62			1,35	1,2
	8,25	9,65			1,4	1,16

Błąd odczytu d₁ : 0,02449 [mm]

Błąd odczytu d₂ : 0,02538 [mm]

Błąd grubości pozornej : 0,01113 [mm]

Błąd wyznaczania grubości rzeczywistej : 0,01 [mm]

Do wyznaczenia błędu współczynnika załamania posłużę się metodą różniczki zupełnej:

gdzie
h = d₂ - d₁

Δn = 0,01563

Aby obliczyć błąd względny korzystam ze wzoru:

%

δn = 1,34 %

Średnia wartość współczynnika załamania : n = 1,16

Wartość współczynnika wynosi : n = 1,16 ± 0,01563

Płytka ze szkła

D (grubość rzeczywista) [mm]	d1 (górna powierzchnia) [mm]	d2 (dolna powierzchnia) [mm]	d1 (średnia arytmetyczna) [mm]	d2 (średnia arytmetyczna) [mm]	d1-d2 (grubość pozorna) [mm]	n (współczynnik załamania) [mm]
	7,62	9,42			1,8	1,67
	7,57	9,44			1,87	1,68
	7,6	9,39			1,79	1,6
	7,63	9,39			1,76	1,58
2,26	7,63	9,37	7,61	9,4	1,74	1,64
	7,63	9,43			1,8	1,58
	7,6	9,38			1,78	1,56
	7,62	9,38			1,76	1,59
	7,62	9,37			1,75	1,67
	7,6	9,39			1,79	1,61

Błąd odczytu d₁ : 0,01943 [mm]

Błąd odczytu d₂ : 0,02581 [mm]

Błąd grubości pozornej : 0,01021 [mm]

Błąd wyznaczania grubości rzeczywistej : 0,01 [mm]

Liczę błąd współczynnika załamania analogicznie jak dla pierwszej płytki:

Δn = 0,01264

Wyznaczam błąd względny:

δn = 0,78 %

Średnia wartość współczynnika załamania : n = 1,61

Wartość współczynnika wynosi : n = 1,61 ± 0,01264

Obliczony w ten sposób współczynnik załamania może posłużyć do wyznaczenia materiału z jakiego zbudowane były badane płytki. Rodzaj materiału można odczytać z tablic fizycznych. Np. współczynnik n = 1,61 jest wartością dla tzw. szkła ciężkiego, co zgadza się z badaną przez nas próbką.

---