Cel doświadczenia:

Wyznaczenie współczynnika załamania promieniowania mikrofalowego o długości 2,85cm w polistyrenie.

Przebieg doświadczenia:

Schemat układu pomiarowego:

*obrazek pobrany z instrukcji do ćwiczenia E4 Pracownia Fizyczna CMF
A – emiter mikrofal B – odbiornik mikrofal C – statyw z ruchomym statywem D – forma ze spienionego polietylenu w której będą umieszczane granulki z polistyrenu

1 Podłączamy zasilenia pod układ pomiarowy (odbiornik ma własne zasilanie najprawdopodobniej bateryjne)

2Mierzymu kąt Epsilon w pustej formie (E=19’)

3 Pustą formę kładziemy na środku układu pomiarowego w taki sposób, aby jedno z ramion trójkąta było ułożone pod kątem prostym do padających mikrofal

4 Odchylamy ramię z odbiornikiem mikrofal w lewo/w prawo w celu sprawdzenia wpływu pustej formy na ewentualne załamanie promieniowania mikrofalowego (błąd kątomierza: φ∆=2’)

5 Odczytujemy kolejne wartości z odbiornika i okazuje się, że mikrofale powodują największe natężenie w linii prostej pusta forma nie zaburza biegu promieniowania mikrofalowego.

6 Do formy wsypujemy granulki z polistyrenu

7 Badamy zmianę natężenia mikrofal odchylając powoli ramię

Lp	φ [']	J [mA]
1	0	3,4
2	2	4
3	4	4,4
4	6	5,4
5	8	7
6	10	8
7	12	8,2
8	13	8
9	14	7,8
10	15	7,6
11	16	7,2
12	17	6,6
13	18	5,8

8 Określamy kąt dla którego napięcie było najwyższe natężenie (φ =12’ : J=8,2mA)

*Układ formy trójkątnej*

9Obliczamy współczynnik załamania fali ze wzoru

n1=1 wiec n2=sin31’/sin19’=1,62

10 Obliczamy błąd współczynnika załamania ze wzoru

n1=1, cos (φ+E)/sinE =1,66 /0,33, φ∆=2’ więc ∆n2=10,7’=0,19

11 Obliczamy prędkość rozchodzenia się fal ze wzoru

*c=300 000 000 m/s wiec v1=300 000 000m/s, v2=185 185 185m/s

12 Obliczamy błąd fali elektromagnetycznej z wzoru z pkt 10(błąd c jest znikomo mały)

n1=v1=300 000 000m/s, cos (φ+E)*2’/sinE =0,19 więc ∆n2=∆v2 = 300 000 000m/s*0,19 = 57 000 000m/s

13 Wyniki z przybliżeniami

n2= 1,62 +/- 0,19 (wartość bezwymiarowa – jedności)

v2= [300 +/- 57]*10^6 m/s

wartości porównywalne

ośrodek	wsp. załamania
polistyren	1,62
dwusiarczek węgla	1,63
jodek metylu	1,74
szkło (kron)	1,52
szkło (flint)	1,66
chlorek sodu(flint)	1,53

Wnioski

W środkach jednorodnych fale rozchodzą się po liniach prostych z jednakową prędkością.

Zmiana ośrodka powoduje zarówno zmianę prędkości jak i linii biegu fali.

Błędy które mogły powstać podczas pomiarów mogły być spowodowane:

1 Niedokładnością używanego na ramieniu kątomierza

2 Niedokładnością oka ludzkiego np. błąd paralaksy

3 Błędnym ustawieniem formy

4 Nieodpowiednim rozmieszczeniem granulek we formie

5 Ruchomym ramieniem przesuwnym (zmiana odległości między transmiterem , a odbiornikiem)

PRZY TYM WIEKSZYM WZORKU JA ZAMIENIŁEM WYNIK NA RADIANY, A NA NIE NALEŻY ZAMIENIĆ WYŁĄCZNIE BŁĄD KĄTOMIERZA!