Nazwisko______________________________ Imię__________________________________ Kierunek______________________________ Rok studiów___________________________ Grupa laboratoryjna_____________________		WYŻSZA SZKOŁA PEDAGOGICZNA w Rzeszowie I PRACOWNIA FIZYCZNA
		W y k o n a n o		O d d a n o
		Data	Podpis	Data	Podpis
Ćwiczenie nr 79	Temat

CZĘŚĆ TEORETYCZNA

Współczynnik załamania światła wyznaczyć możemy z kątów padania i załamania światła na granicy ośrodków. Najwygodniej w tym celu posługiwać się ciałem o specjalnie dobranym kształcie.

Najczęściej stosujemy pryzmat, który jest bryłą ograniczoną dwoma płaszczyznami tworzącymi ze sobą kąt ϕ, zwany kątem łamiącym. Kształt pozostałych ścian pryzmatu nie odgrywa istotnej roli. Promień świetlny padający na pryzmat zostaje odchylony o pewien kąt δ, zależny od kąta padania α i od kąta łamiącego ϕ.

Kąt δ jest najmniejszy gdy wewnątrz pryzmatu promień biegnie prostopadle do dwusiecznej kąta łamiącego. W tym przypadku kąt δ jest równy sumie kątów nie przyległych w trójkącie ABC, czyli:

δ= 2 (α - β)

Kąty β i ϕ/2 mają ramiona zgodnie prostopadłe, stąd β= ϕ/2 , ostatnie równanie przyjmuje postać;

α= (δ+ϕ)/2

Podstawiając wyrażenia na kąt padania α i załamania β do prawa załamania :

mamy:

Kąt łamiący ϕ określany jest precyzyjnie za pomocą spektrometru.

Wiązka padająca na pryzmat równolegle do dwusiecznej kąta łamiącego rozdziela się na dwie wiązki tworzące ze sobą kąt : ψ=2(α_l+α_p).

Kierunki promieni l i p mierzymy przez naprowadzenie lunety na kierunek l i p oraz odczyt jej położeń χ_l i χ_p na podziałce spektroskopu.

Kąt łamiący jest równy:

Wzór powyższy jest słuszny przy założeniu, że kąty χ mierzymy od kierunku promienia padającego (w prawo lub lewo).

Do dokładnego pomiaru kąta załamania światła w pryzmatach lub kąta ugięcia promieni ugiętych na siatce dyfrakcyjnej służą spektrometry zwane również goniometrami jednokołowymi.

Spektrometr składa się z następujących części : kolimatora, stolika, lunetki i kątomierza. Całość zamocowana jest na silnej podstawce.

Kolimator składa się z regulowanej szczeliny i soczewki. Długość kolimatora jest tak dobrana, że szczelina leży w ognisku soczewki, dzięki czemu otrzymujemy wiązkę równoległą. Kolimator jest nieruchomo związany z podstawką. Luneta połączona jest na stałe z kątomierzem i może obracać się wokół osi spektrometru, a jej położenie odczytuje się na kątomierzu z dokładnością równą niekiedy jednej minucie końcowej. Tak dokładny odczyt umożliwiają noniusze znajdujące się w odległości wzajemnej π. Luneta zbiera wiązkę równoległą światła dając tym samym ostry obraz szczeliny.

W nowych goniometrach kąty odczytuje się metodą optyczną, a precyzje tego odczytu jest bardzo duża. Położenie kątowe lunety jest równe średniej arytmetycznej wskazań l , p obu noniuszy:

Precyzyjne spektrometry zaopatrzone są ponadto w układ pokręteł służących do unieruchamiania lunety i stolika oraz do precyzyjnego przesuwania tych części.

PRZEBIEG ĆWICZENIA

Ustawiamy na stoliku pryzmat tak , aby światło do kolimatora biegło równolegle do dwusiecznej kąta łamiącego.

Naprowadzamy lunetę na kierunek promienia l i notujemy położenie lunety α a następnie tak samo dla położenia p notując kąt β.

Obliczamy kąt łamiący z wzoru;

Ustawiamy pryzmat i obracamy stolik tak, aby obraz widma przesuwał się i zatrzymujemy w punkcie zwrotnym. W położeniu tym kąt odchylenia ma wartość min. δ_min . Ustawiamy lunetę na kierunek w którym nastąpił moment zwrotny i odczytujemy na skali α_l i α_p dla różnych barw.

Obliczamy δ_min oraz współczynnik załamania n.

DYSKUSJA BŁĘDÓW

Obliczam kąt łamiący pryzmatu;

Obliczam δ_min z wzoru:

Dla linii czerwonej:

Dla linii żółtej:

Dla linii zielonej:

Dla linii niebieskiej:

Dla linii fioletowej:

Obliczam współczynnik załamania:

Współczynnik załamania światła wynosi:

dla linii czerwonej - n=4,21

dla linii żółtej - n=4,14

dla linii zielonej - n=3,99

dla linii niebieskiej - n=3,86

dla linii fioletowej - n=3,75

WNIOSKI

Popełnione błędy podczas wykonywania doświadczenia mogły być spowodowane niedoskonałością zmysłu obserwatora, niedokładnością przyrządów pomiarowych, niewystarczającym zaciemnieniem stanowiska pracy.

Błędne wyniki mógł spowodować błędny odczyt wskazań goniometru.

---