Ćwiczenie nr. 20.

Wyznaczanie współczynnika załamania światła.

W ośrodku optycznie jednorodnym światło rozchodzi się prostoliniowo , a więc najkrótsza drga między dwoma rozważanymi 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 światłą zakreśla linie krzywe.

Według zasady Fermata światło rozchodzi się wzdłuż takich linii, dla których droga optyczna jest ekstremalna , to znaczy minimalna bądź maksymalna ze wszystkich możliwych.

n_2,1=n₂/n₁=sinα_g

n_2,1 - względny współczynnik załamania ośrodka drugiego względem pierwszego

n₁ - bezwzględny współczynnik załamania ośrodka pierwszego

n₂ - bezwzględny współczynnik załamania ośrodka drugiego

α_g - wartość kata granicznego

Zadanie 20A: Wyznaczyć współczynnik załamania światła przez bezpośredni pomiar kąta podania i kata załamania.

Korzystając z wyrażenia sinα/sinβ=n_2,1 można wyznaczyć względny współczynnik załamania dla danych dwóch ośrodków mierząc bezpośrednio kąt padania α i kąt załamania β

Przebieg ćwiczenia:

• Umieścić płytkę badanego materiału na stoliku optycznym

• Skierować na badaną płytkę wąską wiązkę światła

• określić wartość uchybów ∆α ∆β

• obliczyć błędy względne pomiarów według wzoru:

∆α= 1⁰

∆β =1⁰

Tabela wyników:

Zadanie 20 E: Wyznaczyć współczynnik załamania światła za pomocą

mikroskopu.

n_2,1=h/d

n_2,1- względny współczynnik załamania światła

h- rzeczywista grubość płytki

d- pozorna grubość płytki

Przebieg ćwiczenia:

• zmierzyć śrubą mikrometryczną grubość h badanej płytki

• umieścić płytkę na stoliku mikroskopu

• odczytać położenie śruby mikrometrycznej

• uzyskać ostry obraz rysy

• wyniki zestawić w tabeli

• błąd pomiaru policzyć ze wzoru

∆n_2,1/n_1,1= [∆d/d + ∆h/h]

Lp	h[mm]	d[mm]	n2,1	∆n2,1/n2,1
1	4,1	2,5	1,64	0,04
2	0,9	0,6	1,42	0,16
3	4	1,6	2,50	0,06
4	1,55	1,1	1,40	0,09

∆d=0,1mm

∆h= 0,01mm

Wnioski:

Współczynnik załamania danego ośrodka jest zależny od długości fali świetlnej. Dla wszystkich przezroczystych ośrodków współczynnik załamania wzrasta monotonicznie wraz ze zmniejszaniem się długości fali. Współczynnik załamania zależy od temp. badanej substancji. Przy wyznaczaniu współczynnika należy - oprócz długości fali podać temperaturę w której dokonano pomiaru (21⁰C)