Pracownia Zakładu Fizyki Technicznej Politechniki Lubelskiej
Nazwisko i imię Łukasz Ryba studenta:							Instytut i symbol grupy 107,1b
Data wykonania ćwiczenia: 12.12.05		Symbol ćwiczenia: 2.1	Temat zadania: Wyznaczanie zależności współczynnika załamania światła od stężenia roztworu.
Zaliczenie:			Ocena:	Data:	Podpis

Rys teoretyczny

Zjawisko refrakcji: zakrzywienie się toru światła podczas jego rozchodzenia się w ośrodkach optycznie niejednorodnych, w których współczynnik załamania światła zmienia się w sposób regularny.

Prawo refrakcji można przedstawić następująco:

- promień padający, odbity i załamany na granicy ośrodków optycznych I i II oraz prostopadła N w punkcie padania P, leżą w jednej płaszczyźnie

- kąt odbicia promienia α` równa się kątowi padania α

- stosunek sinusów kąta padania α i załamania β jest wielkością stałą dla danych ośrodków i nosi nazwę względnego współczynnika załamania n₂₁ ośrodka II względem I

Ilościowe ujęcie zjawiska Snelliusa przedstawia równanie:

Dyspersja światła:

Zjawisko zależności współczynnika załamania n danej substancji i od długości fali padającego światła λ. Gdy n maleje wraz ze wzrostem długości fali to dyspersja światła nosi nazwę normalnej, w przypadku przeciwnym występuje dyspersja anomalna (występowanie zjawiska dyspersji umożliwia badanie widm optycznych za pomocą pryzmatu). W praktyce, dla określenia dyspersji światła w danym przedziale widma, posługujemy się pojęciem dyspersji średniej

Jej miarą jest różnica współczynników załamania dla dwóch linii Fraunhofera- F i C (niebieskiej i czerwonej). Jeżeli dyspersję średnią odniesiemy do współczynnika załamania n_D to otrzymamy dyspersję względną d_W światła w badanym ośrodku:

PRZEBIEG ĆWICZENIA:

Ćwiczenie polegało na pomiarze współczynników załamania różnych stężeń roztworu glikolu względem współczynnika załamania wody. Do pomiaru wartości współczynnika załamania służył refraktometr Abbego. Później dokonałem pomiaru współczynnika załamania dla pierwszego roztworu o nieznanym stężeniu. Stężenie tego roztworu odczytujemy z wykresu n_D= f(C) sporządzonego dla roztworów tej samej substancji o różnych stężeniach.

Badaną próbką był glikol.

C	nD śr
[%]		1	2	3
20	1,3442	1,3442	1,3441	1,3443
40	1,3721	1,3722	1,3722	1,3721
60	1,3921	1,3922	1,3921	1,3920
80	1,4102	1,4102	1,4101	1,4103
100	1,4281	1,4282	1,4280	1,4282

Rodzaj próbki badanej nr. 2
nD	nD śr	Z	Z śr	T [K]	CX [%]	A	B	δ	dS	dW
1,3824	1,3824	32	20	299	30	0,02432	0,03019	0,500	0,00923	0,02412
1,3824											32
1,3824											32
1,3824											32
1,3824											32
1,3824											32
1,3824											32
1,3824											32
1,3824											32
1,3824											32

WZORY I OBLICZENIA:

-dyspersja średnia

współczynniki A, B, δ odczytane z tabeli lub obliczone metodą interpolacji liniowej na podstawie danych z tabeli.

DYSKUSJA BŁĘDU:

Błędy bezpośrednie pomiarów wynoszą

Błąd względny maksymalny obliczamy metodą różniczkowania:

W tym celu różniczkujemy wzory:

wartości tych błędów będą odpowiednio wynosiły:

Wnioski:

W wyniku wykonanego ćwiczenia otrzymaliśmy wartość stężenia badanej próbki wodnego roztworu glikolu Cx=50% jego dyspersja średnia wyniosła ds.=0,00923 przy dyspersji względnej dw= 0,02412

Dla pomiaru wartości ds. i dw mieści się w granicach poprawności wykonania ćwiczenia .Mogły być one spowodowane zużyciem refraktometru .zanieczyszczeniami po kolejnych pomiarach bądź błędem w wykalibrowaniu refraktometru dla wody destylowanej.

---