Wydział GiG	Imię i nazwisko Mateusz Królicki Paweł Łodkowski	Rok II	Grupa 3A	Zespół 4
PRACOWNIA FIZYCZNA WFiIS AGH	Temat: Współczynnik załamania światła dla ciał stałych	Nr ćwiczenia 51
Data wykonania 03.12.2012	Data oddania 10.12.2012	Zwrot do popr.	Data oddania	Data zaliczenia

1.wstęp teoretyczny:

Prawo załamania

Prawo załamania formułuje się bazując na założeniach optyki geometrycznej. Zgodnie z rysunkiem promień padający biegnący w ośrodku pierwszym, pada na granicę ośrodków, po czym zmienia kierunek (załamuje się) i jako promień załamany biegnie w ośrodku drugim.

Prawo Snelliusa mówi, że promienie padający i załamany oraz prostopadła padania (normalna) leżą w jednej płaszczyźnie, a kąty spełniają zależność:

gdzie:

n₁ – współczynnik załamania światła ośrodka pierwszego,

n₂ – współczynnik załamania światła ośrodka drugiego,

n₂₁ – względny współczynnik załamania światła ośrodka drugiego względem pierwszego,

θ₁ – kąt padania, kąt między promieniem padającym a normalną do powierzchni granicznej ośrodków,

θ₂ – kąt załamania, kąt między promieniem załamanym a normalną.

Prawo odbicia

Jeśli kąt padania i kąt odbicia leżą w jednej płaszczyźnie to kąt padania jest równy kątowi odbicia: α=β.

Dzięki zjawisku odbicia widzimy nasze otoczenie. Wszystkie przedmioty

odbijają światło, które trafia do naszych oczu z informacją o wyglądzie tych ciał.

Współczynnik załamania

Współczynnik załamania światła (oznaczany literą n) jest wielkością opisującą załamanie światła przy przejściu z jednego ośrodka do drugiego. Liczbowo współczynnik załamania wyraża się poprzez stosunek prędkości światła v1 w jednym ośrodku do prędkości v2 w drugim ośrodku, n21=v1/v2. Jeśli jednym z ośrodków jest próżnia, to współczynnik załamania n nosi nazwę bezwzględnego n=c/v, gdzie c to prędkość światła w próżni. Poniższa tabela przedstawia bezwzględne współczynniki załamania światła dla długości fali 589 nm.

Powiększenie mikroskopu

W mikroskopie występują dwa układy optyczne – okular i obiektyw. Powiększenie obrazu w mikroskopie jest iloczynem powiększeń obu tych układów:

Aby w mikroskopie powstał ostry obraz, obraz wytworzony przez obiektyw musi znaleźć się prawie w ognisku okularu, wówczas

– ogniskowa obiektywu, – ogniskowa okularu,

d – odległość dobrego widzenia (najmniejsza odległość, z której oko ludzkie widzi ostro bez wysiłku),

l – odległość między ogniskami okularu i obiektywu. Ze względu na małe ogniskowe obu układów, jest to w przybliżeniu odległość pomiędzy obiektywem a okularem, dlatego bywa nazywana długością tubusu.

Schemat przejścia światła przez soczewkę

1.Cel ćwiczenia:

Wyznaczenie współczynnika załamania światła dla ciał stałych metodą pomiaru

grubości pozornej płytki za pomocą mikroskopu.

2.wyniki pomiarów:

Materiał: szkło Grubość rzeczywista: d= 1,65 [mm] Niepewność u(d)=0,01 [mm]
Lp.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Średnia grubość pozorna h
Niepewność u(h)

Materiał: plexiglas Grubość rzeczywista: d= 3,86 [mm] Niepewność u(d)=0,01 [mm]
Lp.
1
2
3
4
5
6
7
8
Średnia grubość pozorna h
Niepewność u(h)

4. Opracowanie wyników:

Współczynnik załamania n obliczamy z zależności:

Ponieważ a dla małych kątów

n płytki szklanej = 1,5277

n płytki pleksiglasowej = 1,5098

Niepewność u(d) = 0,01 [mm] jest to nominalna niepewność śruby mikrometrycznej, którą zmierzyliśmy grubość płytek.

Niepewność u(h) jest niepewnością standardową typu A i została wyznaczona ze wzoru:

Niepewność złożoną współczynnika załamania obliczamy ze wzoru:

dla płytki pleksiglasowej:

dla płytki szklanej:

Rodzaj materiału	n zmierzone	n tablicowe	różnica
Szkło	1,52	1,50	0,02
Pleksiglas	1,50	1,50	0,00

4.Wnioski:

Po wykonaniu ćwiczenia oraz obliczeń, a następnie po ich przeanalizowaniu zauważamy że współczynnik załamania światła wyznaczonego przez nas różni się nieznacznie, bo jedynie o 0,02 od wartości tablicowych dla szkła oraz jest niemal idealny (bo na pewno któreś z kolei miejsce po przecinku różniłoby się między wartością tablicowa a naszym pomiarem). Taką dokładność pomiarową uzyskaliśmy dzięki średniej wielu pomiarów zarówno płytki szklanej jak i pleksiglasowej.