Rok studiów:	Temat: Wyznaczanie współczynnika załamania światła refraktometrem Abbego.	Data wykonania:
Wykonał:			Ocena :

Opis ćwiczenia .

Ćwiczenie polegało na wyznaczeniu przy użyciu refraktometru Abbego współczynników załamania światła dla wodnych roztworów gliceryny a następnie na sporządzeniu zależności tego współczynnika od stężenia danego roztworu . Przy przejściu przez granicę dwóch ośrodków światło zmienia swój kierunek ruchu . Zjawisko to, nazywane załamaniem światła zostało przedsta na rysunku1.1.

Ilustracja 1 .Załamanie światła na granicy dwóch ośrodków

Promień biegnący ze środowiska 1 doznaje załamania na granicy AB .Kąt zawarty między promieniem padającym a prostopadłą do granicy dwóch ośrodków , nazywa się kątem padania .

Stosunek sinusa kąta padania do sinusa kąta załamania jest dla danej pary ośrodków wielkością satłą . Wartość tego stosunku nazywa się współczynnikem załamania . Współczynnik załamania można również wyrazić przez stosunek prędkości rozchodzenia się światła w tych ośrodkach :

gdzie: n - względny współczynnik załamania ośrodka 2 względem ośrodka 1

v1-v2 - prędkość światła w odpowiednich ośrodkach .

Tabela pomiarów:

Stężenie roztworu C%	Współczynnik załamania n
		Pomiar 1	Pomiar 2	Pomiar 3	Nśr
H2O	1.334	1.333	1.334	1.334
10%	1.345	1.345	1.345	1.345
20%	1.357	1.358	1.358	1.358
30%	1.371	1.371	1.371	1.371
40%	1.384	1.384	1.385	1.385
50%	1.399	1.398	1.399	1.399
60%	1.413	1.413	1.413	1.413
70%	1.425	1.425	1.425	1.425
80%	1.443	1.443	1.443	1.443
90%	1.457	1.458	1.458	1.458
x	1.441	1.442	1.441	1.365
y	1.375	1.375	1.375	1.455

Obliczenia :

W ćwiczeniu należy wyznaczyć stężenie dwóch roztworów o znanych współczynnikach załamania światła na podstawie znanych i odczytanych wartości stężeń i współczynników załamania dziesięciu roztworów gliceryny.

Do obliczeń wykorzystam metodę najmniejszych kwadratów, co daje mi następujący układ równań :

gdzie n to liczba pomiarów = 10. Do rozwiązania tego układu wykorzystam wartości x i y

wg tabelki:

x	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90
y	1.334	1.345	1.358	1.371	1.385	1.399	1.413	1.425	1.443	1.458
xiyi	0	13.45	27.16	41.13	55.40	69.95	84.78	99.75	115.44	131.22

Po podstawieniu i obliczeniu sum otrzymujemy :

Z równania drugiego obliczam b i podstawiam do równania pierwszego :

Po rozwiązaniu układu równań otrzymuję ostatecznie wartość a i b :

Czyli wykresem ilustrującym wykonane ćwiczenie będzie wykres funkcji :

y = 0.0014 x + 1,3304

Tak więc wartości współczynników dla poszczególnych stężeń przyjmą wartości:

x [%]	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
y	1.330	1.344	1.358	1.372	1.386	1.400	1.414	1.428	1.442	1.456	1.470

Obliczenie błędów :

Błąd wartości stężenia roztworu wynosi:

Dla poszczególnych stężeń błędy te wynoszą:

Δc_10% = 0,05 * 10% = 0,5%

Δc_20% = 0,05 * 20% = 1%

Δc_30% = 0,05 * 30% = 1,5%

Δc_40% = 0,05 * 40% = 2%

Δc_60% = 0,05 * 60% = 3%

Δc_70% = 0,05 * 70% = 3,5%

Δc_80% = 0,05 * 80% = 4%

Δc_90% = 0,05 * 0% = 4,5%

Z wykresu funkcji y = 0.0014 x + 1,3304 możemy odczytać wartość stężenia roztworów nieznanych,

Δc_80% = 0,05 * 80% = 4%

dla x : C = 80 ± 4 %

Δc_32% = 0,05 * 20% = 1,6%

dla y : C= 32 ± 1,6 %

Niepewność wzorowania refraktometru wynosi u_d(n) = 0,001

Niepewność eksperymentatora wynosi u_e(n) = 0,003

Wnioski :

Celem ćwiczenia było wyznaczenie współczynnika załamania światła refraktometrem Abbego. Jak pokazuje wykres zależności
współczynnik załamania jest proporcjonalny do stężenia procentowego roztworu. Wzrost stężenia pociąga wzrost współczynnika załamania. Sporządzony wykres może stanowić podstawę do identyfikacji stężeń nieznanych roztworów. Nieznane wartości stężeń wynoszą kolejno dla x : C= 80 ± 4 % dla y : C = 32 ± 1,6 %.

---