Nr ćwicz. 301 |
Data 29.04.1996 |
Tadeusz Pawłowski |
Wydział MRiT |
Semestr IV |
grupa T4
|
prowadzący dr K. Fiksiński
|
przygotowanie |
wykonanie |
ocena ostatecz. |
TEMAT: WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA ZAŁAMANIA ŚWIATŁA METODĄ NAJMNIEJSZEGO ODCHYLENIA W PRYZMACIE.
Wprowadzenie:
Załamanie światła na powierzchni rozgraniczającej dwa ośrodki opisane jest prawem Snella:
gdzie:
α - kąt padania światła na granicę ośrodków
β - kąt załamania
n - współczynnik załamania światła ośrodka drugiego względem pierwszego
Prawa Snella w postaci jak wyżej nie używa się do praktycznego wyznaczania współczynnika załamania ze względu na niedogodności i niedokładności wyznaczania kątów padania i załamania, natomiast możemy je skutecznie zastosować do pryzmatu, gdzie kąty α i β można wyrazić przez inne, dogodne do pomiaru wielkości.
ϕ - kąt łamiący
Promień świetlny padający na pryzmat ulega dwukrotnemu załamaniu i zostaje odchylony o pewien kąt δ, zależny od kąta padania α oraz od kąta łamiącego ϕ. Na podstawie rysunku można wyrazić kąt odchylenia następująco:
δ = α1 - β1 + α2 - β2
Kąt padania możemy tak dobrać, aby promień biegnący wewnątrz pryzmatu był prostopadły do dwusiecznej kąta łamiącego ϕ. W tej sytuacji bieg promienia jest symetryczny, tzn. α1 = α2 oraz β2 = β1, a kąt odchylenia - najmniejszy z możliwych dla danego pryzmatu. Biorąc ponadto pod uwagę, że 2β = ϕ, możemy przekształcić równanie powyższe do postaci:
Natomiast współczynnik załamania ma postać:
Dane dodatkowe:
Nr filtra |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
λ [nm] |
675 |
656 |
600 |
589 |
554 |
500 |
439 |
Wyniki pomiarów:
α0 = 214°27'
αL = 267o22'
αP = 147o22'
Tabela pomiarowa:
Nr filtra |
kąt najmniejszego odchylenia δL |
3 |
252o29' |
4 |
252o54' |
5 |
253o03' |
6 |
253o06' |
7 |
253o12' |
8 |
253o34' |
9 |
253o45' |
Obliczenia:
Kąt łamiący:
ϕ = ]267o22' - 214 o22'[ /2 = 60 o