Pracownia Zakładu Fizyki Technicznej Politechniki Lubelskiej
Nazwisko i imię							Grupa
Data wykonania ćwiczenia:		Symbol ćwiczenia: OP 1.1	Temat zadania: Wyznaczenie współczynnika załamania światła z pomiarów kąta załamania oraz kąta granicznego.
Zaliczenie:			Ocena:	Data:	Podpis

1.WPROWADZENIE Teoretyczne

Przeprowadzając doświadczenie korzystamy z podstawowych praw fizyki dotyczących promieni świetlnych, a ściślej mówiąc prawa Snelliusa.

Prawo refrakcji w pełnym brzmieniu możemy przedstawić następująco;

• Promień padający, odbity i załamany na granicy dwóch ośrodków optycznych rzadszego i gęstszego oraz prostopadła w punkcie padania leżą w jednej płaszczyźnie.

• Kąt padania i odbicia są sobie równe

• 
  

(1)

Jeżeli promień świetlny biegnie z ośrodka optycznie rzadszego, to na granicy tych ośrodków ulega on załamaniu.

W miarę wzrostu kąta padania promienia α promień załamania coraz bardziej odchyla się od normalnej i przy kącie α=γ, promień załamany biegnie wzdłuż powierzchni granicznej, czyli β=90^o.

Przy kącie α>γ, promień padający nie przejdzie do ośrodka I, lecz ulegnie całkowitemu odbiciu na granicy ośrodków. Kąt γ nazywamy kątem granicznym i możemy go wyrazić w następujący sposób;

czyli;

2. WYKONANIE ĆWICZENIA;

W celu wyznaczenia współczynnika załamania, napełniamy badaną cieczą płaską kuwerturę w kształcie półwalca. Następnie umieszczamy ją centralnie na tarczy z podziałką kątową, tak aby płaska ściana boczna kuwety pokrywała się ze średnicą tarczy. Po ustawieniu kuwety rzucamy na jej płaską ścianę, w punkcie centralnym tarczy wąski strumień światła z lampki mikroskopowej i mierzymy kąt załamania. Następnie oświetlając kuwetę od strony wypukłej, znajdujemy kąt graniczny. Po wykonaniu tego doświadczenia przeprowadzamy kolejne, z tą różnicą, że zamiast kuwety używamy ciało stałe o tym samym kształcie co poprzednio użyta kuweta.

3. TABELA POMIARÓW I WYNIKÓW OBLICZEŃ

SYMBOL OBIEKTU : S5
LP.			SIN	SIN	N12
1	65,00	37,50	0,83	-0,20	-4,18	-O,5
2	50,00	31,00	-0,26	-0,40	0,65
3	40,00	26,00	0,75	0,76	0,98
4	30,00	20,00	-0,99	0,91	-1,08
5	20,00	13,50	0,91	0,80	1,14

SYMBOL OBIEKTU : S3
LP.			SIN	SIN	N12
1	65,00	35,00	0,83	-0,43	-1,93	-1,44
2	50,00	29,00	-0,26	-0,66	0,40
3	40,00	24,50	0,75	-0,59	-1,26
4	30,00	19,00	-0,99	0,15	-6,59
5	20,00	13,00	0,91	0,42	2,17

SYMBOL OBIEKTU : S4
LP.			SIN	SIN	N12
1	65,00	35,50	0,83	-0,81	-1,02	-0,68
2	50,00	29,50	-0,26	-0,94	0,28
3	40,00	24,50	0,75	-0,59	-1,26
4	30,00	19,13	-0,99	0,28	-3,57
5	20,00	13,00	0,91	0,42	2,17

SYMBOL OBIEKTU : S2
LP.			SIN	SIN	N12
1	65,00	36,00	0,83	-0,99	-0,83	-2,12
2	50,00	30,00	-0,26	-0,99	0,27
3	40,00	25,00	0,75	-0,13	-5,63
4	30,00	19,00	-0,99	0,15	-6,59
5	20,00	13,00	0,91	0,42	2,17

SYMBOL OBIEKTU : S1
LP.			SIN	SIN	N12
1	65,00	38,00	0,83	0,30	2,79	-0,22
2	50,00	31,00	-0,26	-0,40	0,65
3	40,00	25,00	0,75	-0,13	-5,63
4	30,00	20,00	-0,99	0,91	-1,08
5	20,00	13,00	0,91	0,42	2,17

4. ANALIZA BŁĘDU;

Zostanie przeprowadzona metodą różniczkowania wzoru (1).

Wyrażając Δα i Δβ w mierze łukowej .

Δα =Δβ=1^o=Π/180^o

stąd otrzymujemy na tej podstawie;

obliczenia przeprowadzamy dla jednego z pomiarów, który dał wynik najbardziej zbliżony do wartości średniej.

Po podstawieniu wartości liczbowych otrzymujemy;

• dla próbki nr 1

zaś błąd procentowy maksymalny możliwy do popełnienia:

• dla próbki nr 2;

zaś błąd procentowy maksymalny możliwy do popełnienia:

4. WNIOSKI;

Na podstawie przeprowadzonego doświadczenia wykazaliśmy, że współczynnik załamania dla próbki nr 1 wynosi 1,4940971. Natomiast na podstawie analizy błędu stwierdziliśmy błąd na poziomie 16,4%. Dla próbki nr 2 współczynnik ten wynosił 1,525893, natomiast błąd pomiaru wynosił 12,36%.

W obu przypadkach wielkość błędu należy uznać za znaczną, dlatego przy wykonywaniu ćwiczenia należy zwrócić baczną uwagę na sposób wykonania tego doświadczenia.

Przy wykonaniu tego ćwiczenie nie możemy zapominać o możliwości zwiększenia dokładności pomiaru. Zastosowanie większej liczby pomiarów oraz dokładniejszych przybliżeń pozwoliłoby na uzyskanie bardziej optymalnego wyniku pomiaru współczynnika załamania światła na granicy dwóch ośrodków.

1

---