ćw 51

1EE-DI 22.03.2010r.

1ROK ELEKTROTECHNIKA DZIENNE

Laboratorium z fizyki

Ćw. nr: 51

Wyznaczanie promienia krzywizny soczewki metodą pierścieni Newtona

Fedio Grzegorz

L1

  1. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z budową i działanie mikroskopu, inferencją w cienkich warstwach oraz zapoznaniem się co to są prążki Newtona i jak one powstają.

  1. Zagadnienia teoretyczne

Mikroskop składa się z dwóch soczewek skupiających ustawionych w odległości większej niż suma ogniskowych zastosowanych soczewek. Mikroskop posiada bardzo małe pole widzenia .

Pierwsza soczewka (obiektyw) daje obraz rzeczywisty odwrócony i powiększony. Druga soczewka (okular) działa jak lupa i daje obraz urojony , powiększony i prosty.

Interferencja, to zjawisko wzmocnienia lub osłabienia fal, zachodzące w wyniku wzajemnego nakrywania się. Wzmocnionemu odpowiadają na ekranie lub w przestrzeni jasne prążki a osłabionemu – ciemne. Aby eksperymentalnie otrzymać prążki interferencyjne, źródła i wysyłane przez nie promieniowanie, muszą spełniać określone warunki:

Światło spójne zachowuje stabilność fazy w czasie i przestrzeni.

Na rysunku z boku światło dochodzi do punktu wzdłuż dwóch różnych dróg optycznych BC i ADC. W zależności od różnicy tych dróg i przy uwzględnieniu zmiany fazy przy odbiciu od górnej powierzchni płytki, w miejscu C może nastąpić wzmocnienie lub wygaszenie fal. Wynik interferencji światła odbitego od Na rysunku przedstawiono odbicie światła od płasko równoległej cienkiej płytki o grubości d. Przy oświetleniu płytki światłem monochromatycznym obserwuje się interferencyjne prążki równego pochylenia, odpowiadające określonym wartościom kątów padania . Oświetlając płytkę światłem białym obserwuje się barwne prążki równego pochylenia. W ten sposób powstają barwy interferencyjne, które można obserwować przy nadmuchiwaniu bańki mydlanej lub w plamach oleju, nafty czy benzyny rozlanych na mokrej jezdni. Prążki równego pochylenia są usytuowane w nieskończoności i można je oglądać okiem nieakomodowanym lub wytworzyć ich obraz na ekranie za pomocą soczewki skupiającej. W przypadku warstw w kształcie klina obserwuje się prążki równej grubości, które są usytuowane na powierzchni klina i aby je obserwować należy akomodować oko na górną powierzchnię klina. Szczególnym przypadkiem prążków równej grubości są pierścienie Newtona, których zasadę otrzymywania przedstawiono na rysunku C. Prążki Newtona można wykorzystać do wyznaczania promienia krzywizny soczewki R.

  1. Układ pomiarowy

Jest to mikroskop , na którego stoliku umieszczamy płaską płytkę P, mierzoną soczewkę L0. Są one oświetlone poprzez obiektyw mikroskopu równoległą wiązką światła monochromatycznego , za pomocą kondensatora K i półprzepuszczalnego zwierciadła Z umieszczonego nad obiektywem mikroskopu .W polu widzenia okularu znajduje się krzyż, na przecięciu którego ustawiamy wybrany prążek. Ustawienie i pomiar umożliwia przesuwany stolik mikroskopu , którego przesuw jest mierzony za pomocą czujnika zegarowego . Mała wskazówka czujnika wskazuje milimetry a duża setne części milimetra.

  1. Opis pomiaru

- podziałkę oznaczoną cyfrą 5 przyjmujemy jako pkt. 0 .

- następnie przesuwając stolik na k-ty prążek odczytujemy wskazanie.

- podobnie postępujemy tylko stolik przesuwamy w przeciwną stronę.

- Promień wyznaczyć z zależności

- Promień krzywizny soczewki

  1. Tabele pomiarowe

Numer pomiaru k
- - [mm ] [mm] [mm] [mm] [mm ] [mm]
1 6 4,973 5,490 0,259 18,876 18,489 18,489 ± 0,190
2 4,980 5,490 0,255 18,369
3 4,900 5,490 0,295 24,583
4 8 4,940 5,515 0,288 17,512
5 4,930 5,520 0,295 18,438
6 4,942 5,525 0,292 18,003
7 9 4,925 5,540 0,308 17,807
8 4,925 5,545 0,310 18,098
9 4,920 5,540 0,310 18,098
10 7 4,960 5,500 0,270 17,651
11 4,958 5,501 0,272 17,848
12 4,962 5,510 0,274 18,178
13 5 4,990 5,450 0,230 17,932
14 4,985 5,448 0,232 18,167
15 4,990 5,448 0,229 17,777
  1. Obliczenia

Przykładowe obliczenia promienia k-tego ciemnego krążka oraz promienia krzywizny dla pomiariu x-(1, 10,13) obliczam z następującego równania:

$\mathbf{r}_{\mathbf{x}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{a}_{\mathbf{k}}^{\mathbf{d}}\mathbf{-}\mathbf{a}_{\mathbf{k}}^{\mathbf{g}}}{\mathbf{2}}$ $\mathbf{R}\mathbf{=}\frac{\mathbf{r}_{\mathbf{x}}^{\mathbf{2}}}{\mathbf{\text{kλ}}}$

$\mathbf{r}_{\mathbf{1}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{a}_{\mathbf{6}}^{\mathbf{d}}\mathbf{-}\mathbf{a}_{\mathbf{6}}^{\mathbf{g}}}{\mathbf{2}}\mathbf{=}\frac{5,490 - 4,973}{\mathbf{2}}\mathbf{=}$0,259 [mm] $\mathbf{R}_{\mathbf{1}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{r}_{\mathbf{1}}^{\mathbf{2}}}{\mathbf{6\lambda}}\mathbf{=}18,876$ [mm]

$\mathbf{r}_{\mathbf{10}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{a}_{\mathbf{7}}^{\mathbf{d}}\mathbf{-}\mathbf{a}_{\mathbf{7}}^{\mathbf{g}}}{\mathbf{2}}\mathbf{=}\frac{5,500 - 4,960}{\mathbf{2}}\mathbf{=}$0,270 [mm] $\mathbf{R}_{\mathbf{10}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{r}_{\mathbf{10}}^{\mathbf{2}}}{\mathbf{7\lambda}}\mathbf{=}$17,651 [mm]

$\mathbf{r}_{\mathbf{13}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{a}_{\mathbf{5}}^{\mathbf{d}}\mathbf{-}\mathbf{a}_{\mathbf{5}}^{\mathbf{g}}}{\mathbf{2}}\mathbf{=}\frac{5,450 - 4,990}{\mathbf{2}} =$0,230 [mm] $\mathbf{R}_{\mathbf{13}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{r}_{\mathbf{13}}^{\mathbf{2}}}{\mathbf{5\lambda}}\mathbf{=}$17,932 [mm]


λ  =  590 [nm] =  590 * 10−6 [mm]

Średnia wartość promienia krzywizny soczewki wynosi:

$\mathbf{R}_{\mathbf{sr}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{1}}{\mathbf{n}}\sum_{\mathbf{i = 1}}^{\mathbf{n}}\mathbf{R}_{\mathbf{i}}\mathbf{=}$18,489 [mm]

Obliczam odchylenie standardowe:

$u\left( R_{sr} \right) = \sqrt{\frac{\sum_{i = 1}^{n}{(R_{i} - R_{sr})}^{2}}{n(n - 1)}} =$0,190 [mm]

Rsr ±  u(Rsr)=(18,489 ± 0,190) [mm]


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
cw 51 wspolczynnikzalamaniaswiatla ocena 4
51 Ładunek Właściwy Elektronu, Cw 51 , Rok akademicki 1994/95
51, F CW 51, Sprawozdanie z ?w. nr 51
51, F CW 51, Sprawozdanie z ?w. nr 51
CW 51, pwr-eit, FIZYKA, FIZYKA H1 H2, LABORATORIUM, WSZYSTKIE SPRAWOZDANIA, ROZNE, FIZYKA LABOR, FIZ
CW 51, POLITECHNIKA WROC˙AWSKA
spr cw 51
CW 51(1), Politechnika Wrocławska - Materiały, fizyka 2, paczka 1, 51
Protezy całkowite - Ćw[1].51, Warszawski Uniwersytet Medyczny, protetyka
spraw, CW 51, Pomiary Oscyloskopwe
iwona chem fiz ćw 51
CW 51 (10) DOC
Cw 10 (51) Pomiar ładunku właściwego e m elektronu
F CW 52, Sprawozdanie z ˙w. nr 51
Cw 10 (51) Pomiar ładunku właściwego e m elektronu
Sesja 51 cw 4
Sesja 51 cw 3

więcej podobnych podstron