WFiTJ	Magdalena Kozek		Rok I	Grupa 6	Zespół VII
	Temat: Współczynnik załamania światła dla cieczy.
Data wykonania:	Data oddania:	Zwrot do poprawy:	Data oddania:	Data zaliczenia:	OCENA:

Wstęp:

Fala świetlna padająca na powierzchnię np. cieczy lub ciała stałego ulega zarówno odbiciu od tej powierzchni, jak i załamaniu (refrakcji). Kąty padania, odbicia i załamania mierzone są pomiędzy prostopadłą do powierzchni i odpowiednim promieniem.

Promień odbity i załamany leżą w jednej płaszczyźnie, która jest utworzona przez promień padający i prostopadłą do powierzchni odbijającej w punkcie padania.

Przy odbiciu kąt padania równa się kątowi odbicia.

Dla załamania:

sinθ₁/sinθ₂=n₂₁

θ₁-kąt padania,

θ₂-kat odbicia

n₂₁-stała, zwana współczynnikiem załamania ośrodka 2 względem 1.

Współczynnik załamania zależy od długości fali padającej, dlatego załamanie może być np. wykorzystane do rozłożenia wiązki światła na poszczególne składowe o różnych długościach.

Przy zwiększaniu katów padania od zera do pewnej określonej wartości kąt załamania tez rośnie. Dzieje się tak do momentu, kiedy promień załamany zaczyna się ślizgać po powierzchni łamiącej, czyli kąt załamania wynosi 90° . Odpowiadający mu kąt padania nazywa się kątem granicznym θ_gr. Kąt graniczny jest kątem ostrym.

Dla kątów padania większych od θ_gr. nie zajdzie już załamanie, ale całkowite wewnętrzne odbicie światła.

sinθ_gr.=1/n

Ćwiczenie:

Celem naszego ćwiczenia było wyznaczenie współczynnika załamania światła dla cieczy za pomocą refraktrometru Abbego oraz pomiar zależności współczynnika załamania od stężenia cukru w wodzie.

Aparatura:

W celu pomiaru współczynnika załamania dla cieczy używaliśmy refraktrometu Abbego.

Podstawową częścią przyrządu są dwa pryzmaty zbudowane ze szkła o dużym współczynniku załamania. Badaną cieczą (woda i roztwory cukru w wodzie) wypełniliśmy przestrzeń pomiędzy pryzmatami. Promienie wychodzą z pierwszego pryzmatu i padają pod różnymi kątami na warstewkę cieczy. Część z nich ulega załamaniu, a część odbiciu.

Promienie załamane przenikają następnie do drugiego pryzmatu, ponownie ulegają załamaniu, tak że promienie wychodzące są równoległe dopadających. Po wyjściu oświetlają one pole widzenia lunetki refraktrometru.

Promienie, które uległy całkowitemu wewnętrznemu odbiciu w pierwszym pryzmacie powodują zaciemnienie części pola widzenia lunetki. Linia oddzielająca jasna i ciemną część pola widzenia odpowiada kątowi granicznemu. Aby zniwelować zjawisko dyspersji, przez odpowiedni obrót pryzmatów kompensacyjnych, wyostrzyliśmy granice świato-cień.

W celu wyznaczenia współczynnika załamania, przez odpowiedni obrót pryzmatów nastawiliśmy linię oddzielającą część jasną i ciemną na krzyż widoczny w lunetce. Wartość współczynnika załamania odczytaliśmy na skali umieszczonej w drugiej lunetce.

Obliczenia:

Współczynnik załamania liczyliśmy dla różnych stężeń cukru w wodzie oraz dla wody destylowanej.

Nasze pomiary dla poszczególnych roztworów powtarzaliśmy pięciokrotnie, za każdym razem otrzymując prawie ten sam wynik. Różnice są tak niewielkie , że nie ma sensu liczyć odchylenia standardowego, gdyż jego wartość będzie bliska zeru.

Stężenie roztworu	Stężenie procentowe	Poszczególne pomiary współczynnika załamania:
10gr./100ml.	9,1	1,353	1,353	1,353	1,353	1,353
5gr./100ml.	4,8	1,345	1,346	1,345	1,345	1,345
5gr./200ml.	2,43	1,340	1,341	1,341	1,340	1,341

Ewentualne błędy pomiarowe w większości zależą od błędu pomiaru stężenia poszczególnych roztworów . Liczymy je z prawa przenoszenia błędów ,biorąc za wyjściowy wzór :

ΔP_N=

Gdzie ΔP₁ będzie zależał od błędu bezpośredniego pomiaru stężenia wynoszącego 0,001(dokładność wagi i dokładność kolby).Błędy ΔP₂ i ΔP₃ wynoszą odpowiednio 0.002 i 0,004 (po zaokrągleniu).Uwzględniając więc błędy można zaokrąglić wykres do naszej krzywej teoretycznej, którą jest linia prosta .

Dla wody destylowanej obliczony współczynnika załamania wyniósł: 1,337

Krytyczne podejście do pomiarów:

Błędy w powyższym doświadczeniu są spowodowane w mniejszym stopniu niedokładnością przyrządu użytego do pomiarów jakim był reflektometr Abbego, którego dokładność wynosi 0.001 a w większym: błędu powstałego na wskutek obliczania stężenia procentowego roztworu i jego przynoszenia na kolejne roztwory , a także błędami pierwotnymi odczytu np. gęstość wody została zaokrąglona do wartości 1g/1cm³,oraz prawdopodobnym brakiem izotoniczności kolejnych badanych roztworów i niezbyt dużą czystością wody destylowanej.

Wnioski:

Wartość tablicowa dla współczynnika załamania dla wody destylowanej wynosi 1.33, natomiast wartość zmierzona przez nas równa się 1.337.

---