POLITECHNIKA WROCAWSKA INSTYTUT FIZYKI |
Sprawozdanie z wicze Nr 89
|
|
Grekuliski Artur |
Temat: Badanie wymuszonej aktywnoci optycznej.
|
|
Wydzia Elektroniki Rok I |
Data: 1-04-96 |
Ocena:
|
WPROWADZENIE:
Celem wiczenia jest zapoznanie si ze zjawiskiem Faradaya, zjawiskiem Zeemana oraz z jedn z metod wyznaczenia stosunku e/m.
Zjawiskiem Faradaya (lub wymuszon aktywnoci optyczn) nazywamy zjawisko skrcenia paszczyzny polaryzacji w polu magnetycznym. Kt skrcenia paszczyzny polaryzacji a jest proporcjonalny do indukcji magnetycznej B i do drogi d wiata w polu magnetycznym:
a=V*B*d gdzie:
V - stała Verdeta.
Wzór ten jest suszny gdy wiato biegnie w kierunku równolegym do wektora indukcji B.
Zjawisko Zeemana polega na tym, e linie spektralne róda wiata umieszczonego w polu magnetycznym ulegaj rozszczepieniu na skadowe rónice si czstotliwoci:
w1 = w - e*B/2m
w2 = w
w3 = w + e*B/2m
e - adunek elektronu
m - masa elektronu
w - czstotliwo bez pola
Prdko wiata w orodkach materialnych zaley od jego czstotliwoci (a wic od dugoci fali). Poniewa skadowe w1 i w3 maj róne czstotliwoci, bd si rozchodzi z rónymi prdkociami v1 i v3, a zatem po przejciu przez próbk, wystpi opónienie jednej ze skadowych w stosunku do drugiej oraz róne te bd wspóczynniki zaamania.
Zmiana wspóczynnika zaamania dn wynosi:
dn = -(e/m)*(Bl/2w)*(dn/dl)
Zmiana fazy df midzy skadowymi wyniesie:
df = -(e/m)*(lBd/c)*(dn/dl)
Kt obrotu paszczyzny polaryzacji wiata po przejciu przez próbk umieszczona w polu magnetycznym wynosi:
a = df/2
Podstawiajc do tego wzoru a oraz df moemy okreli stosunek e/m:
POMIARY:
Pomiary prowadzone na próbce solenoidu typu SF10.
a0 - kt pocztkowy (taki kt przy którym wystpuje jednolite zaciemnienie analizatora przy wyczonym polu magnetycznym)
aprawy , alewy - kt przy którym wystpuje jednolite zaciemnienie analizatora podczas gdy pynie prd w cewce (wczone pole magnetyczne)
a = | aprawy - a0 | - kt skrcenia paszczyzny polaryzacji wiata po przejciu przez próbk umieszczona w polu magnetycznym
a = V*m0*n*I*d
m0 - przenikalno magnetyczna próni
n = 1230 zwojów/197 mm - liczba zwojów solenoidu na jednostk dugoci
d = 155,32 mm - dugo próbki
Pomiary kta skrcenia:
a0 [0] |
|
I [A] |
aprawy [0] |
alewy [0] |
|
skrcenie wizki dla a0 = 177,4 |
||
177.3 |
|
0.5 |
177.6 |
176.6 |
|
I [A] |
aprawy [0] |
alewy [0] |
177.4 |
|
1.0 |
178.4 |
176.2 |
|
0.5 |
0,2 |
0,4 |
177.4 |
|
1.5 |
179.0 |
175.8 |
|
1.0 |
1,0 |
1,2 |
177.3 |
|
2.0 |
179.6 |
174.9 |
|
1.5 |
1,6 |
1,6 |
177.5 |
|
2.5 |
180.0 |
174.4 |
|
2.0 |
2,2 |
2,5 |
177.4 |
|
3.0 |
180.8 |
174.0 |
|
2.5 |
2,6 |
3,0 |
177.3 |
|
3.5 |
181.6 |
173.4 |
|
3.0 |
3,4 |
3,4 |
177.5 |
|
|
|
|
|
3.5 |
4,2 |
4,0 |
177.4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
177.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
rednia arytmetyczna kta a0 = 177,4
Obliczanie dyspersji ze wzoru 
gdzie:
n = 1,72802 l = 589,3 nm
n1 = 1,72672 l1 = 600,0 nm
I [A] |
a [rad] |
V [rad/Tm] |
0.5 |
0,007 |
12,48 |
1.0 |
0,017 |
13,95 |
1.5 |
0,027 |
14,77 |
2.0 |
0,038 |
15,59 |
2.5 |
0,045 |
14,77 |
3.0 |
0,059 |
16,14 |
3.5 |
0,073 |
16,56 |
= -1,215 *105
Wyznaczanie wartoci staej Verdeta:
a=V*B*d czyli V = a/Bd B = m0*nI V = a / m0*n I d
m0 = 1,2566 10-6 H/m
d = 0,15532 m
n = 1230 zwojów/197 mm = 6243 zw/m
Warto rednia: V = 14,90 [rad/Tm]
Obliczanie stosunku e/m dla elektronu:
gdzie :
c = 2,9979 108 m/s
= -1,215 *105 
= - 8,230 10-6
V = 14,90 [rad/Tm]
l = 589,3 nm
= 1,24 1011 C/kg
OCENA BDÓW:
klasa amperomierza: 0,5
zakres pomiarowy: 7,5A
bd podziaki ktowej analizatora: 0,050
Oszacowanie bdu staej Verdeta:
Wyznaczenie bdu kta:
rednia arytmetyczna kta a = 177,4 0
rednie odchylenie od wartoci redniej s = 0,081 = 0,09 0 = 0,003 rad
Moemy przyj e kady pomiar kta jest obarczony bdem 0,003 rad.
Bd jaki popeniamy przy pomiarze natenia prdu: DI= (kl. * zakres)/100 = 0,0375 = 0,04 A
Aby wyznaczy bd staej Verdeta moemy zróniczkowa wzór V = a / m0*n I d ze wzgldu na a i I.
DV = 
= 1,02 [rad/Tm]
WNIOSKI:
Wartoci staej Verdeta dla poszczególnych któw skrcenia paszczyzny polaryzacji mieszcz si w granicy bdu. Poniewa stosunek e/m wyliczony na podstawie tablic fizycznych wynosi 1,75 1011 C/kg (e = 1,6 10-19 m = 9,1 10-31 ) to wyniki uzyskane w dowiadczeniu potwierdzaj poprawno jego wykonania.
Na zaczonym wykresie widzimy zaleno kta obrotu paszczyzny od natenia prdu. Po przeprowadzonej regresji liniowej widzimy e jest to zaleno liniowa. Wynika to take bezporednio ze wzoru V = a / m0*n I d.
Na bdy powstae podczas wykonywania wiczenia zoyo si wiele czynników takich jak:
- bd odczytu kta skrcenia
- bd odczytu prdu z amperomierza
- zmczenie oka.
Wszystkie te czynniki ujemnie wpyny na rezultat wykonanego wiczenia. Rónice powstae przy odczycie kta skrcenia mog wynika ze zdolnoci rozdzielczej oka ludzkiego. Dodatkowo do bdów dochodz jeszcze bdy powstae podczas obliczania ronych wartoci ze wzorów.
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
Äwiczenie 00, Politechnika Lubelska, Studia, Studia, fizyka
Cwiczenie13, Studia, Politechnika
81, Cwiczenie 81 d, Politechnika Wroc?awska
[14.10.2014] Aparat skrzynkowy, Äwiczenie 10, Politechnika KoszaliĆska
12, Cwiczenie 12 b, POLITECHNIKA WROC?AWSKA
Äwiczenia opis, Politechnika Warszawska, Semestr 3, Teoria ObwodĂłw - Labolatoeium
29, Cwiczenie 29 f, POLITECHNIKA WROC?AWSKA
52, Cwiczenie 52 g, POLITECHNIKA WROCLAWSKA
14.04, Konspekt do cwiczenia 4-wyniki, Politechnika ĆĂłdzka
Äwiczenie krzywki5, Politechnika Lubelska, Studia, Studia, organizacja produkcji, laborki-moje, Wydz
Cwiczenie 5, BIOTECHNOLOGIA POLITECHNIKA ĆĂDZKA, CHEMIA FIZYCZNA
WykĆady i Äwiczenia mechanika, POLITECHNIKA POZNAĆSKA, LOGISTYKA, semestr I, mechanika i wytrzymaĆoĆ
wiÄcej podobnych podstron