wiczenie 26
Wyznaczanie promienia krzywizny soczewki
za pomoc piercieni Newtona.
Podstawa teoretyczna
Obserwacja piercieni Newtona jest klasycznym dowiadczeniem wykorzystujcym zjawisko interferencji wiata.
Interferencja fal to wzajemne osabianie si (niekiedy a do cakowitego wygaszenia) lub wzmacnianie dwóch lub wicej fal (np. fal wietlnych - interferencja wiata) tej samej czstotliwoci wskutek ich nakadania si. Pierwszy przypadek nastpuje, gdy fazy fal s przeciwne, drugi - gdy zgodne.
Zjawisko interferencji w piercieniach Newtona wystpuje ze wzgldu na róne drogi optyczne promieni wietlnych, co za zwizane jest ze zmian fazy niektórych promieni po odbiciu od powierzchni paskiej. Promienie przechodzc przez soczewk pasko-wypuk ulegaj rónym zaamaniom, gdy musz pokona rón grubo szka i warstwy powietrza.
Rozpatrujc geometryczny bieg promieni oraz drog optyczn, moemy doj ostatecznie
do wzoru:
.
Podstawiajc do powyszego równania
oraz n = x, otrzymujemy równanie liniowe:
,
gdzie:
, b powinno by równe 0.Parametry a i b wyznaczamy ze wzorów (metoda najmniejszych kwadratów):
.
Cel i przebieg dowiadczenia
Podstawowym zadaniem dowiadczenia jest wyznaczenie promienia krzywizny soczewki. Prócz tego naleao sporzdzi wykres zalenoci kwadratu dugoci promieni prków interferencyjnych od ich liczby porzdkowej patrzc od wspórodka okrgów.
Stanowisko wyposaone byo w ukad optyczny (pytka paskorównolega i soczewka
o duym promieniu krzywizny), mikroskop i lamp sodow (ródo wiata monochromatycznego - koherentnego).Po umieszczeniu ukadu optycznego na stoliku mikroskopu tak, by rodek tego ukadu znajdowa si na przeciciu prowadnic widocznych w okularze mikroskopu, naleao przesuwa rub milimetrow ku coraz dalszym promieniom wzdu ich rednicy i rejestrowa pooenie stolika. Tak a do pitnastu piercieni. Stolik przesuwamy w prawo, póniej znów od rodka
w lewo, w gór oraz w dó. Kady ze studentów wykonuje ca tak seri pomiarów, czyli cznie otrzymujemy dwa komplety wyników.
Wyniki dowiadczenia i obliczenia
Pomiar nr 1
L.p.
Prawo
Lewo
Góra
Dó
redni promie (rr)
1
7,69
11,13
8,06
12,06
1,86
2
7,2
11,95
7,46
12,66
2,49
3
6,72
12,53
7,02
13,13
2,98
4
6,3
13,05
6,6
13,51
3,42
5
5,95
13,45
6,27
13,85
3,77
6
5,63
13,8
5,95
14,16
4,10
7
5,28
14,44
5,65
14,46
4,49
8
4,99
14,67
5,39
14,69
4,75
9
4,74
14,93
5,12
15,01
5,02
10
4,32
15,16
4,88
15,28
5,31
11
4
15,39
4,66
15,49
5,56
12
3,82
15,58
4,45
15,72
5,76
13
3,44
15,8
4,2
15,93
6,02
14
3,07
16,07
3,99
16,11
6,28
15
2,89
16,23
3,79
16,32
6,47
Pomiar nr 2
L.p.
Prawo
Lewo
Góra
Dó
redni promie (rr)
1
7,78
11,62
8,06
12,09
1,97
2
7,19
12,22
7,46
12,67
2,56
3
6,75
12,67
7,03
13,13
3,01
4
6,34
13,13
6,61
13,51
3,42
5
5,97
13,51
6,23
13,84
3,79
6
5,66
13,85
5,89
14,2
4,13
7
5,36
14,15
5,62
14,47
4,41
8
5,1
14,41
5,36
14,73
4,67
9
4,87
14,73
5,08
15,02
4,95
10
4,62
14,95
4,83
15,27
5,19
11
4,36
15,19
4,6
15,51
5,44
12
4,14
15,41
4,39
15,74
5,66
13
3,94
15,63
4,18
15,94
5,86
14
3,75
15,84
3,99
16,14
6,06
15
3,39
16,02
3,79
16,32
6,29
Na doczonych wykresach wida, e w adnym z obu przypadków prosta nie przecina ukadu wspórzdnych w punkcie (0;0). Za to jest odpowiedzialna liczba b, która - jako wiksza
od zera - wskazuje, e prosta powinna przeci o rn2 w punkcie (0;0,62). Wspóczynnik b nie moe by zerowy, co wynika z wasnoci tego wspóczynnika regresji, co mona dostrzec analizujc inne przykady zastosowania regresji liniowej.przyjmujc
Jeli popatrzymy na stosunek bdu do wielkoci, której dotyczy, to od razu zauwaymy,
e bdy wartoci a oraz R nie przekraczaj 0,5%. W przypadku parametru b bd przy pierwszym pomiarze wyniós a 19%, przy drugim sign ju 5%. O znikomoci bdu wiadcz równie zaczone wykresy, gdzie prosta jest oplatana przez krzyw.
Metody obliczania bdów pomiaru
Bd w wyznaczaniu promienia krzywizny soczewki wyznaczono stosujc metod najmniejszych kwadratów:
, 
,
,
gdzie: 
.
Poza tym obliczamy Db analogicznie korzystajc z drugiego czonu wzoru (4).
Analiza bdów
Wnioski
Interferencja, w odrónieniu np. od zaamania czy odbicia wiata, naley do grupy zjawisk optycznych, których wytumaczenia nie bdziemy szuka w optyce geometrycznej, lecz falowej. Wystpowanie naprzemian prków ciemnych i jasnych wynikao z nakadania si fal,
co w rezultacie dawao wygaszenie fali, bd wzmocnienie.
Jak pokazuje wykres 
, zaleno promienia od kolejnoci jest wrcz liniowa
i trudna do odrónienia od prostej regresji.
Oczywicie gównym zadaniem sformuowanym w temacie miao by wyznaczenie promienia krzywizny soczewki, gdzie otrzymalimy R rzdu 4,5m przy bardzo maym bdzie. Wynik ten potwierdza stwierdzenie ze skryptu I laboratorium z fizyki (s. 151), gdzie mowa,
e promie krzywizny badanej soczewki musi by duy.
Reasumujc dowiadczenie ukazuje charakter zjawiska interferencji, a jednoczenie pozwala na okrelenie promienia soczewki, jak posugujemy si w laboratorium.
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
sprawka fizyka, Wyznaczanie promienia krzywizny soczewki za pomocÄ pierÅcieni Newtona
Wyznaczanie promienia krzywizny soczewki za pomocÄ pierÅcieni Newtona
Wyznaczanie promienia krzywizny soczewki za pomocÄ pierÅcieni Newtona
Wyznaczanie promienia krzywizny soczewki za pomocĆā¦ pierĹāŗcieni Newtona
1, sprawozdanie 81, WYZNACZANIE PROMIENI KRZYWIZNY SOCZEWKI I DÅUGOÅCI FALI ÅWIETLNEJ ZA POMOCÄ PIER
WYZNACZANIE PROMIENI KRZYWIZNY SOCZEWKI I DÅUGOÅCI FALI ÅWIETLNEJ ZA POMOCÄ PIERÅCIENI NEWTONA
wyznaczanie promienia krzywizny soczewki, Studia, Pracownie, I pracownia, I Pracownia, I pracownia f
ÄwQ Wyznaczanie promienia krzywizny soczewki metodÄ pierÅcieni Newtona
Wyznaczania promieni krzywizny soczewki pÅasko-wypukÅej meto, Akademia Morska Szczecin Nawigacja, uc
Wyznaczania promienia krzywizny soczewki pÅasko-wypukÅej2, Fizyka
Wyznaczanie promieni krzywizny soczewki i dÅugoÅci fali
Äw 81 Wyznaczanie promieni krzywizny soczewki i
LAB 7 01, Wyznaczanie ogniskowych soczewek za pomocĖ Ėawy optycznej
Fizyka- Åawa optyczna , Wyznaczanie ogniskowych soczewek za pomoc? ?awy optycznej
LAB 10, Wyznaczanie ogniskowych soczewek za pomocĖ Ėawy optycznej
Wyznaczenie ogniskowej soczewek za pomoc awy optycznej, studia, semestr II, SEMESTR 2 PRZYDATNE (od
wyznaczanie ogniskowej za pomocÄ Åawy optycznej - 3, Wyznaczanie ogniskowych soczewek za pomoc? ?awy
wiÄcej podobnych podstron