Sprawozdanie z Fizyki
AUTOR: Jacek Szajer
Wydział IZ
Informatyka, I rok
DATA WYKONANIA: 07.11.1996r.
NUMER ĆWICZENIA: 76
TEMAT: Wyznaczanie współczynnika załamania i dyspersji pryzmatu za pomocą spektrometru.
PRZYRZĄDY:
spektrometr
pryzmat
lampa sodowa
lampa rtęciowa
lampa kadmowa
TABELE POMIAROWE:
Tabela 1. Pomiar kąta łamiącego pryzmatu.
ϕL |
ϕP |
γ |
Δγ |
δγ |
280°48' |
160°45' |
59°57' |
0°02' |
0,06% |
Tabela 2. Wyznacznie kąta minimalnego odchylenia i współczynnika załamania.
Lp. |
λ [nm] |
barwa |
αl |
αp |
δmin |
Δδmin |
δδmin [%] |
n |
Δn |
δn [%] |
1. |
589,0 |
żółta |
262°47' |
185°44' |
38°32' |
0°01' |
0,04% |
1,5161 |
0,0014 |
0,09% |
2. |
467,1 |
indygo |
263°26' |
185°08' |
39°09' |
0°01' |
0,04% |
1,5231 |
0,0014 |
0,09% |
3. |
480,0 |
niebieska |
263°21' |
185°13' |
39°04' |
0°01' |
0,04% |
1,5222 |
0,0014 |
0,09% |
4. |
508,8 |
zielona |
263°10' |
185°24' |
38°53' |
0°01' |
0,04% |
1,5201 |
0,0014 |
0,09% |
5. |
643,8 |
czerwona |
262°35' |
185°54' |
38°21' |
0°01' |
0,04% |
1,5140 |
0,0014 |
0,09% |
6. |
435,8 |
niebieska |
263°42' |
184°54' |
39°24' |
0°01' |
0,04% |
1,5259 |
0,0014 |
0,09% |
7. |
546,1 |
zielona |
263°00' |
185°36' |
38°42' |
0°01' |
0,04% |
1,5180 |
0,0014 |
0,09% |
8. |
578,0 |
żółta |
262°52' |
185°44' |
38°34' |
0°01' |
0,04% |
1,5165 |
0,0014 |
0,09% |
9. |
407,8 |
fioletowa |
264°01' |
184°36' |
39°43' |
0°02' |
0,08% |
1,5295 |
0,0015 |
0,10% |
10. |
491,6 |
nieb.-ziel. |
263°17' |
185°19' |
38°59' |
0°02' |
0,08% |
1,5212 |
0,0015 |
0,10% |
νsr=1,5222-1,5140=0,0082
Δ=0,0082/0,5161=0,0159
Wykres 1. Zależność n=n(λ).
WYKORZYSTANE WZORY:
PRZYKŁADY OBLICZEŃ:
DYSKUSJA BŁĘDÓW:
Za błąd pomiaru kątów przyjęto 1' kątową, gdyż za wyjątkiem jednego przypadku rozrzut wyników był znikomy, a taka była rozdzielczość noniusza. Z tego też powodu Δγ=2' (bo nastąpiło dodawanie błędów), a Δδ=1' (pomijając poz.9 i 10, gdzie „rozmazanie” obrazu linii było tak duże, że spowodowało to pewien niewielki rozrzut wyników - maksymalnie 1'; wówczas za Δδ przyjęto 2' kątowe). Błąd bezwzględny n policzono w dwojaki sposób: metodą różniczki zupełnej i pochodnej logarytmicznej (łatwo to zauważyć w przykładowych obliczeniach). Istotna uwaga: w czasie liczenia błędów, a konkretnie w momencie gdy mnożony był sinus jakiegoś kąta przez wartość innego kąta, dokonano zamiany stopni i minut kątowych na radiany, bo tylko wówczas takie mnożenie miało fizyczny sens.
WNIOSKI:
Po przeprowadzeniu pomiarów można stwierdzić, że uzyskane wyniki charakteryzują się dużą dokładnością. Z pewnością niemały wpływ na to wywarła użyta w czasie ćwiczenia precyzyjna aparatura, ale duży wpływ miało też dokładne (choć powolne) przeprowadzenie pomiarów. Oba te czynniki sprawiły, że rozrzut wyników był praktycznie znikomy (pomimo wielokrotnie powtarzanych pomiarów odchyłki występowały tylko w nielicznych wypadkach i wynosiły maksymalnie 1', co zostało zresztą uwzględnione podczas liczenia błędów). Wątpliwości nie budzi również wykres, który jest poprawną krzywą (hiperbola). Należy jedynie zauważyć, że skalowanie osi pionowej rozpoczęto dopiero od wartości 1,5050 w związku z czym wykres jest nieproporcjonalnie rozciągnięty na wysokość.