Ćwiczenie nr. 20.
Wyznaczanie współczynnika załamania światła.
W ośrodku optycznie jednorodnym światło rozchodzi się prostoliniowo , a więc najkrótsza drga między dwoma rozważanymi punktami. Podczas przechodzenia z jednego ośrodka do innego światło załamuje się , odbija na granicy ośrodków i tor jego staje się łamany.
W ośrodkach niejednorodnych , gdzie współczynnik załamania światła zmienia się w sposób ciągły , promień światłą zakreśla linie krzywe.
Według zasady Fermata światło rozchodzi się wzdłuż takich linii, dla których droga optyczna jest ekstremalna , to znaczy minimalna bądź maksymalna ze wszystkich możliwych.
n2,1=n2/n1=sinαg
n2,1 - względny współczynnik załamania ośrodka drugiego względem pierwszego
n1 - bezwzględny współczynnik załamania ośrodka pierwszego
n2 - bezwzględny współczynnik załamania ośrodka drugiego
αg - wartość kata granicznego
Zadanie 20A: Wyznaczyć współczynnik załamania światła przez bezpośredni pomiar kąta podania i kata załamania.
Korzystając z wyrażenia sinα/sinβ=n2,1 można wyznaczyć względny współczynnik załamania dla danych dwóch ośrodków mierząc bezpośrednio kąt padania α i kąt załamania β
Przebieg ćwiczenia:
Umieścić płytkę badanego materiału na stoliku optycznym
Skierować na badaną płytkę wąską wiązkę światła
Określić wartość uchybów ∆α i ∆β
Obliczyć błędy względne pomiarów według wzoru:
Zadanie 20E: Wyznaczyć współczynnik załamania światła za pomocą mikroskopu.
n2,1=h/d
n2,1- względny współczynnik załamania światła
h- rzeczywista grubość płytki
d- pozorna grubość płytki
Przebieg ćwiczenia :
Zmierzyć śrubą mikrometryczną grubość h badanej płytki
Umieścić płytkę w stoliku mikroskopu
Uzyskać za pomocą mikroskopu ostry obraz rysy na dolnej powierzchni płytki
Odczytać położenie śruby mikrometrycznej
Uzyskać za pomocą mikroskopu ostry obraz rysy na górnej powierzchni płytki
Wyniki zestawić w tabeli
Błąd pomiaru policzyć ze wzoru
|
h[mm] |
d[mm] |
n2,1 |
∆n2,1/n2,1 |
1. |
4,1 |
2,5 |
1,64 |
0,04 |
2. |
0,9 |
0,6 |
1,42 |
0,16 |
3. |
4 |
1,6 |
2,50 |
0,06 |
4. |
1,55 |
1,1 |
1,40 |
0,09 |
∆d=0,1mm
∆h=0,01mm
Wnioski:
Współczynnik załamania danego ośrodka jest zależny od długości fali. Dla wszystkich przezroczystych ośrodków współczynnik załamania wzrasta monotonicznie wraz ze zmniejszaniem się długości fali. Współczynnik załamania od temperatury badanej substancji.
Wyszukiwarka