fiza26, MIBM WIP PW, fizyka 2, laborki fiza(2), 26-Wyznaczanie dyspersji optycznej pryzmatu metodą pomiaru kąta najmniejszego odchylenia


Ćwiczenie 26 :

Wyznaczanie dyspersji optycznej metoda pomiaru kąta najmniejszego odchylenia.

Ćwiczenie to wykonywane przez mój zespół przebiegało w dwóch etapach, w których wyznaczaliśmy wartość kąta łamiącego i najmniejszego kąta odchylenia pryzmatu oraz dyspersje optyczna i zdolność rozdzielczą pryzmatu wyżej wymienioną metoda.

CZĘŚĆ I - WYZNACZANIE KĄTA ŁAMIĄCEGO PRYZMATU

Pryzmatem nazywamy ciało przezroczyste ograniczone dwiema płaszczyznami (ścianami gładkimi) przecinającymi się wzdłuż prostej zwanej krawędzią pryzmatu i tworzącymi kąt ϕ zwany kątem łamiącym prymatu. W celu jego wyznaczenia zastosowaliśmy prawa optyki geometrycznej dotyczących zjawiska odbicia światła. W tym celu wykorzystaliśmy przyrząd zwany spektrometrem. Schemat takiego stanowiska pomiarowego przedstawia rysunek 1.

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic

Rys(1) Spektrometr.

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
Pryzmat odbija światło pod tym samym kątem pod jakim pada z kolimatora - gwarantuje to prawo odbicia światła. Szkic tego rozumowania przedstawia rys 2.

Rys(2)

pomiar odczytujemy z kątów a i b lunety zaznaczając, że światło poda z kierunku 180°-0° po podstawieniu do wzoru :

0x08 graphic

otrzymujemy tu wartość kata łamiącego pryzmatu :

α1=70°35' β1=314°32'

ϕ1=(360°-314°32'+70°35')/2=58°1'30'' - wystąpił tu błąd „gruby”

ϕ2=(360°-315°26'+75°02')/2=59°48'

ϕ3=(360°-315°22'+75°00')/2=59°49'

ϕ4=(360°-315°23'+75°23')/2=60°00'

ϕśr=59°52'20''

szerokość kątowa szczeliny : 1'

dokładność odczytu : 1'

|Δdokładność odczytu +1/2 szerokości kątowej szczeliny

|Δ1'+1/2*(1')=1'30''

Wiec otrzymamy pełny wynik :

ϕ=59°52'20''±1'30''

Wynik który otrzymałem mieści się w granicach błędu i jest porównywalny do zmierzonego bezpośrednio.

CZĘŚĆ II WYZNACZANIE KĄTA NAJMNIEJSZEGO ODCHYLENIA PROMIENI PRZEZ PRYZMAT

W tym przypadku też korzystaliśmy z własności geometrycznych oraz następującego rozumowania.

0x08 graphic
Oświetlając pryzmat wiązką światła monochromatycznego zaobserwować można zjawisko : promień padając na ścianę boczną pryzmatu pod kątem  załamuje się pod kątem  następnie padając na drugą ścianę pod kątem  załamuje się i pod kątem  załamuje się i wychodzi z pryzmatu tworzy się w ten sposób pomiędzy początkowym kierunkiem, a końcowym kąt, który nazywamy kątem odchylenia wiązki przez pryzmat przedstawia to rys 3.

0x08 graphic

Następnie obracaliśmy pryzmat szukając kąta w którym wiązka światła była najmniej odchylona od swego początkowego biegu. Mierząc ten kąt za pomocą spektrometru otrzymamy kąt najmniejszego odchylenia.

Otrzymaliśmy następujące wyniki dla poszczególnych barw fal świetlnych.

0x08 graphic
Barwa

Pomiar 1

Pomiar 2

Pomiar 3

εmin

dł fali [nm]

czerwona

38°40'

38°41'

38°40'

38°40'20''

640,0

pomarańcz

38°47'

38°47'

38°47'

38°47'00''

607,4

żółty

38°52'

38°51'

38°51'

38°51'20''

585,2

zielony

39°00'

38°59'

38°59'

38°59'20''

534,1

niebieski

39°04'

39°05'

39°03'

39°04'00''

471,5

szerokość kątowa szczeliny : 1'

dokładność odczytu : 1'

martwa przestrzeń : 2'

|Δmindokładność odczytu+1/2szer kątowej szczeliny +1/2 martwej przestrzeni

|Δmin1'+1/2*1'+1/2*2'=2'30''

Kąty które otrzymałem są dla danego pryzmatu porównywalne z danymi tego pryzmatu a błąd jest niewielki wiec nie wpływa on na wynik końcowy.

Mając wyliczone oba kąty możemy za pomocą wzoru :

0x08 graphic
wyliczyć współczynnik załamania dla każdej długości fali świetlnej.

0x08 graphic
0x08 graphic
błąd bezwzględny w tym przypadku :

0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic
Δnc dla barwy czerwonej 0x08 graphic
wyniesie zatem :

0x08 graphic
wiec

nc=1,519±9,0*10-6

np=1,520±9,9*10-6

nż=1,521±1,1*10-5

nz=1,522±1,32*10-5

nn=1,523±1,45*10-5

0x08 graphic

Wartość dyspersji materiałowej wyznaczamy ze wzoru : Dm=(dn/dl)

Dn=0.001/62,6=1,6*10-5±2,3*10-7

Dz=0.001/51,1=2,0*10-5±2*610-7

Dż=0.001/22,2=4,5*10-5±5,0*10-7

Otrzymaliśmy powyższe wyniki zarówno dla współczynnika załamania światła jak i dla dyspersji porównywalne z dopuszczalnymi zaś błędy pomiaru okazały się stosunkowo małe do całości wyniku. Rozbieżność punktów tej krzywej jest spowodowana ograniczonymi możliwościami sprzętu pomiarowego. Czynnikami wpływającymi na wystąpienie błędów w pomiarowych kąta łamiącego lub najmniejszego odchylenia są

-dokładność skali kątowej

- szerokość kątowa szczeliny za pomocą której wykonujemy pomiar.

Obserwując w spektometrze widmo różnokolorowych prążków wyciągnąłem wniosek ze w pryzmacie światło białe ulega rozproszeniu. Zaś na podstawie pomiaru kąta najmniejszego odchylenia nasuwa się wniosek, że promień fali czerwonej odchyla się o kąt najmniejszy

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
fks lab1, MIBM WIP PW, fizyka 2, laborki fiza(2), 26-Wyznaczanie dyspersji optycznej pryzmatu metodą
LabFiz05, MIBM WIP PW, fizyka 2, laborki fiza(2), 26-Wyznaczanie dyspersji optycznej pryzmatu metodą
PRYZMAT, MIBM WIP PW, fizyka 2, laborki fiza(2), 26-Wyznaczanie dyspersji optycznej pryzmatu metodą
26 Wyznaczanie dyspersji optycznej pryzmatu metodą pomiaru kąta najmniejszego odchylenia
34, MIBM WIP PW, fizyka 2, laborki fiza(2), 34-Wyznaczanie podatności magnetycznej paramagnetyków i
Lab 24, MIBM WIP PW, fizyka 2, laborki fiza(2), 24-Wyznaczanie długości fali światła za pomocą siatk
Lab 21, MIBM WIP PW, fizyka 2, laborki fiza(2), 21-Wyznaczanie pracy wyjścia elektronów z metalu met
CW 79, MIBM WIP PW, fizyka 2, laborki fiza(2), 24-Wyznaczanie długości fali światła za pomocą siatki
Lab 34, MIBM WIP PW, fizyka 2, laborki fiza(2), 34-Wyznaczanie podatności magnetycznej paramagnetykó
fizy2 sprawozdanie15 wersja2, MIBM WIP PW, fizyka 2, laborki fiza(2), 24-Wyznaczanie długości fali ś
POPRAWA, MIBM WIP PW, fizyka 2, laborki fiza(2), 24-Wyznaczanie długości fali światła za pomocą siat
LABC9C10, MIBM WIP PW, fizyka 2, laborki fiza(2), 32-Wyznaczanie modułu piezoelektrycznego d metodą
fizy cw 34, MIBM WIP PW, fizyka 2, laborki fiza(2), 34-Wyznaczanie podatności magnetycznej paramagne
fizyka cw 32, MIBM WIP PW, fizyka 2, laborki fiza(2), 32-Wyznaczanie modułu piezoelektrycznego d met
fiz21, MIBM WIP PW, fizyka 2, laborki fiza(2), 21-Wyznaczanie pracy wyjścia elektronów z metalu meto

więcej podobnych podstron