Laboratorium fizyki CMF PŁ
Dzień: Środa x1 godzina: 8:15 grupa: 2c1
Wydział EEIiA
semestr 2 rok akademicki 2005/2006
ocena _____
Cel i przebieg doświadczenia
Celem doświadczenia było wyznaczenie prędkości światła w powietrzu oraz zbadanie współczynnika załamania dla światła. W doświadczeniu użyliśmy następującego układu pomiarowego:
Doświadczenie polegało na puszczaniu wiązki światła przez układ zwierciadeł która po odbiciu wracała do detektora. Sygnał z detektora został przetworzony na obraz wyświetlany na ekranie oscyloskopu. Obrazem była linia pochylona pod pewnym kątem. Następnie układ zwierciadeł został odsuwany na taka odległość aż na ekranie pojawiła się linia pochylona o ten sam kąt w przeciwna stronę. Drugą częścią doświadczenia było przepuszczenie wiązki światła przez rurę z wodą o długości 100 cm. W ten sposób otrzymane odległości zostały zapisywane w tabeli wyników
2. Tabela wyników
|
Odlagłość początkowa |
Odległość po przesunięciu |
Odległość z rurą wody |
1 |
0 cm |
152 cm |
132,5 cm |
2 |
2,5 cm |
150,5 cm |
126,5 cm |
3 |
1 cm |
148 cm |
124 cm |
4 |
4,5 cm |
153,5 cm |
132,5 cm |
5 |
6,5 cm |
153,5 cm |
135,5 cm |
6 |
7,5 cm |
154 cm |
135 cm |
7 |
8,5 cm |
154,5 cm |
131 cm |
8 |
14 cm |
155 cm |
134,5 cm |
9 |
15,5 cm |
155 cm |
136,5 cm |
10 |
18,5 cm |
155 cm |
137 cm |
3. Obliczenia
Prędkość światła w powietrzu:
gdzie
Δl to zwiększona droga wiązki światła dająca zmianę fazy o 180o
Δx to droga pokonana przez światło
f to częstotliwość modulacji równa f=50,1 MHz
Δt czas potrzebny światłu na pokonanie drogi Δl=2*Δx
c to prędkość światła
Numer pomiaru |
Otrzymana prędkość [m/s] |
1 |
304608 |
2 |
294588 |
3 |
296592 |
4 |
298596 |
5 |
294588 |
6 |
293586 |
7 |
292584 |
8 |
282564 |
9 |
279457,8 |
10 |
273546 |
średnia |
291071,18 |
Współczynnik załamania światła w wodzie:
gdzie:
l1 to odległość od źródła do zwierciadła, gdy światło przechodzi przez rurę z wodą,
t1 to czas, w którym światło przebywa drogę l1,
l2 to odległość od źródła do zwierciadła bez rury z wodą,
lm to długość rury z wodą,
to różnica w odległości między położeniem zwierciadła po przesunięciu, a z rurą.
Numer pomiaru |
Otrzymany współczynnik załamania |
1 |
1,39 |
2 |
1,48 |
3 |
1,48 |
4 |
1,42 |
5 |
1,36 |
6 |
1,38 |
7 |
1,47 |
8 |
1,41 |
9 |
1,37 |
10 |
1,36 |
Średnia współczynnika załamania to 1,402.
Wnioski
Na podstawie uzyskanych wyników możemy zauważyć, że wartość światła wyliczona na podstawie doświadczenia jest mniejsza od prędkości światła podawanej w tablicach. Różnica ta wynika z faktu iż pomiary wykonywane były w innych ośrodkach. Podobnie jest z wartością współczynnika, którego wartość jest zbliżona do wartości tablicowej.
Po porównaniu otrzymanych w doświadczeniu wielkości z wielkościami teoretycznymi stwierdzić można, że doświadczenie przebiegło pomyślnie.
Kod ćwiczenia |
Tytuł ćwiczenia |
W1 |
Pomiar prędkości światła |
imię i nazwisko
nr indeksu
imię i nazwisko
nr indeksu
imię i nazwisko
nr indeksu