Nowak Marek

Rok I gr.4

Sprawozdanie

Ćwiczenie 64

Cel ćwiczenia

Wyznaczenie zależności współczynnika złamania światła od stężenia roztworu za pomocą refraktometru Abbego.

Teoria

Zachowanie się promieni świetlnych na granicy dwóch ośrodków opisują prawa odbicia i załamania światła .

1. Promień padajający , odbity i załamany oraz normalna

do powierzchni granicznej leżą w jednej płaszczyźnie .

2. Kąt padania
   jest równy kątowi odbicia
   .

3. Stosunek sinusa kąta padania do sinusa kąta

załamania jest wielkością stała :

gdzie n jest współczynnikiem załamania światła ośrodka 2 do którego promień wchodzi . Udowodniono dodatkowo . że współczynnik załamania wyraża się stosunkiem prędkości światła w obu ośrodkach .

n_1,2 = v₁ / v₂

v₁ - prędkość światła w ośrodku 1 , v₂ - prędkość światła w ośrodku 2 .Współczynnik załamania ośrodka względem współczynnika załamania n

n=c/v

c - prędkość światła w próżni ,v - prędkość światła w ośrodku .Bezwzględny współczynnik załamania ośrodka różni się bardzo mało od współczynnika załamania wzgłędem powietrza .

Całkowite wewnętrzne odbicie ma miejsce wówczas gdy promień świetlny biegnie ze środowiska optycznie gęstszego 2 do rzadszego 1 , pod kątem większym od tzw. Kąta granicznego .Światło przechodząc z ośrodka 2 do ośrodka 1 ulega załamaniu od normalnej, czyli kąt załamania jest większy od kąta padania .W tym przypadku istnieje graniczny kąt padania , przy którym kąt załamania jest
i wówczas promień załamany biegnie równolegle do granicy dwóch ośrodków . Przy kątach padania
, zjawisko to nosi nazwę calkowitego odbicia , ponieważ w promieniu odbitym zawiera się cała energia promienia padającego . Z prawa załamania wynika

Wartość kąta granicznego określona jest

przez warunek , aby kąt załamania w

ośrodku 1 spełniał :

Obliczenia :

dla wody destylowanej :

n₁=n₂=n₃=1,333

dla roztworu 0,05 [g/cm]

n₁=1,343

n₂=1,342 n_śr=1,343
48,12

n₃=1,343

dla roztworu 0,10 [g/cm]

n₁=1,346

n₂=1,347 n_śr=1,347
47,93

n₃=1,347

dla roztworu 0,15 [g/cm]

n₁=1,351

n₂=1,350 n_śr=1,350
47,79

n₃=1,350

dla roztworu 0,20 [g/cm]

n₁=1,359

n₂=1,360 n_śr=1,360
47,33

n₃=1,360

dla roztworu 0,25 [g/cm]

n₁=1,361

n₂=1,362 n_śr=1,362
47,24

n₃=1,362

dla roztworu 0,30 [g/cm]

n₁=1,368

n₂=1,367 n_śr=1,367
47,02

n₃=1,367

dla roztworu X [g/cm]

n₁=1,362

n₂=1,362 n_śr=1,362
47,02

n₃=1,361

Rachunek błędów :

c=0,0025 g/cm

n=max
i = 0,1,2,3 ...

n = 0,001

Wnioski :

Z wykresu wynika , że współczynnik załamania n zależy od stężenia badanych roztworów Wraz ze wzrostem stężenia wzrasta również współczynnik załamania n , a kąt graniczny maleje , gdyż jest on odwrotnie proporcjonalany do współczynnika n .

Z obliczeń wynika ,że substancja X na tą samą gęstość co roztwór gliceryny 0,25 [g/cm]

Pomiary mogę uznać za poprawne ponieważ wyszły małe błędy .