WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA ZAŁAMANIA ŚWIATŁA

1. Wprowadzenie.

W ośrodku optycznie jednorodnym światło rozchodzi się prostoliniowo, a więc najkrótszą drogą między dwoma danymi punktami.

Podczas przechodzenia z jednego ośrodka do innego światło załamuje się, odbija na granicy ośrodków i tor jego staje się łamany.

W ośrodkach niejednorodnych, gdzie współczynnik załamania światła zmienia się w sposób ciągły, promień światła zakreśla linie krzywe.

Bezwzględny współczynnik załamania - współczynnik załamania danego ośrodka względem próżni:

n = C / V

gdzie:

C - prędkość światła w próżni

V - prędkość światła w danym ośrodku

Względny współczynnik załamania n_2,1 dla danych dwóch ośrodków wyraża się za pomocą bezwzględnych współczynników załamania tych ośrodków zależnością:

n_2,1 = n₂ / n₁

gdzie:

n₁ - bezwzględny współczynnik załamania ośrodka pierwszego

n₂ - bezwzględny współczynnik załamania ośrodka drugiego

2. Wyznaczanie współczynnika załamania światła przez bezpośredni pomiar kąta padania i kąta załamania.

Załamanie światła na granicy ośrodka rzadszego(1) i gęstszego(2).

Współczynnik załamania dla danych dwóch ośrodków wyraża się wzorem:

n_2,1 = sin  / sin 

L.p.			n2,1
		^o	^o	-
1	15	17	0,88
2	20	24	0,84
3	23	29	0,80
4	25	32	0,79
5	32	39	0,84

3. Wyznaczanie współczynnika załamania światła za pomocą mikroskopu.

Pozorna zmiana grubości płytki

h - rzeczywista grubość płytki zmierzona mikrometrem = 3,70 mm

d - pozorna grubość płytki

L.p.	Położenie 1	Położenie 2	Liczba obr.	d	n2,1
		dz	dz	-	mm	mm
1	34	34	3	1,80	2,05
2	30	5	3,5	2,10	1,76
3	5	30	3,5	2,10	1,76
4	25	12	3,2	1,92	1,92

1 działka = 0,01 mm 1 obrót = 60 działek

n_2,1 = h / d

4. Wyznaczanie współczynnika załamania światła przez pomiar kąta granicznego.

Kąt graniczny w badanym materiale

W badanej próbce wiązka światła pada na materiał wzdłuż promienia krzywizny, dzięki czemu nie ulega załamaniu w momencie wejścia do materiału.

Kąt graniczny - taki kąt podania, przy którym kąt załamania ma wartość 90^o.

L.p.	
		^o
1	44
2	46
3	47
4	42
5	41

5. Rachunek błędów.

W doświadczeniu pierwszym:

Uchyby pomiarowe:     1^o

Błąd względny serii pomiarów:

n_2,1 / n_2,1 = [ (ctg ) + (ctg ) ] * 100 %

n_2,1 / n_2,1 = 4,54 %

W doświadczeniu drugim:

Uchyby pomiarowe: d  0,01 mm h = 0,1 mm

Błąd względny pomiarów:

n_2,1 / n_2,1 = [d / d + h / h ] * 100 %

n_2,1 / n_2,1 = 2,52 %

W doświadczeniu trzecim:

Uchyb pomiarowy: _g = 1^o

Błąd względny pomiarów:

n_2,1 / n_2,1 = [ (ctg _g) _g ] * 100 %

n_2,1 / n_2,1 = 10,36 %

6. Wnioski własne:

Głównym źródłem błędów pomiarowych jest użyty przyrząd - stolik optyczny z naniesioną skalą o działce 1^o oraz niedokładności samych odczytów.

Kąt graniczny wyznaczany w doświadczeniu drugim jest w przybliżeniu równy 45^o.

---