Nr ćwicz: 308 |
Data: 12.12.2011 |
Imię i Nazwisko: Eryk Masiak |
Wydział: Elektryczny |
Semestr: I |
grupa EN-2 nr lab. 6 |
---|---|---|---|---|---|
Prowadzący: dr Ewa Mykowska | Przygotowanie: | Wykonanie: | Ocena ostat.: |
Temat: Wyznaczanie współczynnika załamania światła dla cieczy
za pomocą refraktometru Abbego
1. Podstawy teoretyczne
Podstawowe prawo, używane w doświadczeniu to prawo załamania światła (prawo Snella):
$$\frac{\text{sinα}}{\text{sinβ}} = \frac{n_{2}}{n_{1}}$$
gdzie: n2 - bezwzględny współczynnik załamania światła ośrodka 1,
n1 - bezwzględny współczynnik załamania światła ośrodka 2
Bezwzględny współczynnik załamania światła można określić również stosunkiem prędkości światła w próżni c do prędkości światła w danym ośrodku ν:
$$n = \frac{c}{\nu}$$
Załamanie światła na granicy dwóch ośrodków materialnych jest określone ich względnym współczynnikiem załamania:
$$n_{21} = \frac{n_{2}}{n_{1}}$$
Gdy promień biegnący z ośrodka gęstszego do rzadszego pada na granicę tych ośrodków pod pewnym kątem, zwanym kątem granicznym lub większym to ulega on całkowitemu odbiciu wewnętrznemu. Korzystając z prawa Snella można napisać zależność:
$$\frac{n_{1}}{n_{2}} = \ \frac{\sin\alpha_{g}}{sin900} = sin\alpha_{g}$$
2. Wyniki pomiarów
Błąd pomiaru współczynnika załamania wynosi
Δn=0,001
Tabela nr. 1
Zależność współczynnika załamania od stężenia roztworu gliceryny w temp. 294 K
c [%] | n |
---|---|
0 | 1,333 |
10 | 1,345 |
30 | 1,371 |
50 | 1,397 |
70 | 1,423 |
100 | 1,462 |
x | 1,375 |
Tabela nr. 2
Błąd pomiaru temperatury wynosi
ΔT= 0,5 K
Zależność współczynnika załamania od temperatury dla czystej gliceryny
T [K] | n |
---|---|
294 | 1,467 |
299 | 1,466 |
303 | 1,465 |
308 | 1,464 |
313 | 1,463 |
318 | 1,462 |
323 | 1,460 |
328 | 1,459 |
Stężenie roztworu x odczytane z wykresu zależności współczynnika załamania od stężenia roztworu gliceryny wynosi:
cx = 33, 5 %
3. Wykresy zależności współczynnika załamania od stężenia i od temperatury
4. Wnioski
Przeprowadzone pomiary wskazują na liniową zależność współczynnika załamania od stężenia roztworu. Wraz ze wzrostem stężenia, współczynnik załamania rośnie.
Zależność współczynnika załamania od temperatury dla czystej gliceryny również jest liniowa. Współczynnik załamania maleje bardzo nieznacznie wraz ze wzrostem temperatury.