Nr ćwiczenia 320 |
Data: 1 XI 2003 |
Liliana Szymczak |
Wydział Fizyki Technicznej |
Semestr III |
Grupa 1/1 grupa lab. nr 2 |
Prowadzący: mgr A. Walaszyk
|
Przygotowanie: |
Wykonanie: |
Ocena
|
||
Pomiar prędkości światła metodą impulsową
Metody pomiaru prędkości światła można ogólnie podzielić na bezpośrednie i pośrednie.
Do pierwszych zalicza się historyczny pomiar prędkości światła z opóźnienia zaćmienia księżyców Jowisza, metodę Fizeau modulacji światła kołem zębatym oraz metodę wirującego zwierciadła lub pryzmatu.
We współczesnych metodach bezpośrednich wyróżnia się metodę przesunięcia fazowego oraz metodę impulsową, którą wykorzystujemy w niniejszym ćwiczeniu. W pierwszej zachowana jest idea klasycznej metody Fizeau. Pomiar przesunięcia fazowego dwóch fal świetlnych przebywających znane różne drogi optyczne umożliwia wyznaczenie prędkości światła.
W metodzie impulsowej dokonujemy pomiaru czasu opóźnienia względem siebie dwóch impulsów przebywających znane różne drogi.
Z pomiaru odległości impulsów na ekranie oscyloskopu obliczamy różnicę czasu potrzebną do przebycia długiej i krótkiej drogi. Zakładając, że krótka droga impulsu świetlnego jest do zaniedbania w porównaniu z jego długą drogą oraz znając czas, w którym impuls przebędzie tę drogę, obliczamy prędkość światła ze wzoru:
, gdzie: L - droga
t - czas przebycia drogi L
natomiast t obliczamy ze wzoru:
, gdzie: A - współczynnik czasu,
d - odległość między pikami.
Wartość c obliczamy przez uśrednienie otrzymanych wyników.
☺
Tabela wyników:
d [cm] |
A*10-9 [s] |
C*1010 [m/s] |
0,21 |
200 |
2,26 |
0,19 |
200 |
2,50 |
0,18 |
200 |
2,64 |
0,22 |
200 |
2,16 |
0,48 |
100 |
2,00 |
0,76 |
50 |
2,50 |
0,71 |
50 |
2,67 |
0,56 |
100 |
1,70 |
0,49 |
100 |
1,94 |
1,12 |
50 |
1,70 |
0,87 |
50 |
2,18 |
0,89 |
50 |
2,13 |
0,99 |
50 |
1,91 |
0,96 |
50 |
1,98 |
0,23 |
50 |
8,26 |
0,36 |
200 |
1,32 |
0,59 |
200 |
8,05 |
1,18 |
200 |
4,03 |
1,08 |
200 |
4,39 |
Błąd c obliczamy ze wzoru:
[m/s]
Przykładowe obliczenie:
[m/s]
Średnia prędkość światła wynosi:
C = ( 2,964 · 1,921)·1010 [m/s]
Wnioski:
Wartość prędkości światła odbiega znacznie od wartości tabelarycznej z powodu wadliwego działania urządzeń pomiarowych.
☺♥
Wyszukiwarka