II. TABELA POMIARÓW

Rodzaj światła

Rząd pierścieni ciemnych

Odczyt z mikrometru

Średnia wartość promienia pierścienia r [mm]

Promień krzywizny soczewki R[mm]

Długość fali λ [nm]

w przód [mm]

w tył

[mm]

Sodowe

1

0,66

0,28

0,47

481,83

------

4

1,20

1,01

1,11

8

1,73

1,39

1,56

12

1,87

1,95

1,91

16

2,19

2,17

2,18

20

2,41

2,38

2,40

24

2,63

2,62

2,63

28

2,83

2,85

2,84

32

3,04

3,06

3,05

Filtr 1

1

0,72

0,70

0,71

481,83

3

1,06

1,04

1,05

413,98

6

1,41

1,40

1,41

612,66

9

1,70

1,69

1,70

623,94

12

1,92

1,83

1,86

394,05

15

2,15

2,14

2,15

804,50

18

2,34

2,40

2,37

687,93

21

2,55

2,58

2,57

683,51

24

2,78

2,80

2,79

815,78

Filtr 2

1

0,78

0,80

0.79

481,83

3

1,10

1,01

1,06

345,56

6

1,40

1,34

1,37

521,14

9

1,71

1,59

1,65

584,99

12

1,98

1,90

1,94

720,24

15

2,20

2,22

2,21

775,17

18

2,40

2,44

2,42

672,64

21

2,60

2,75

2,68

917,33

24

2,65

2,80

2,73

330,19[

III. OBLICZENIA:

a)Wyznaczenie promienia krzywizny soczewki.

Promień krzywizny należy mierzyć w dwie strony od środka w celu uśrednienia wartości. Promień ten wyznaczamy przy oświetleniu monochromatyczną wiązką światła o znanej długości fali, otrzymaną z palnika sodowego przystawionego do oświetlacza. Po ustawieniu ostrości mikroskopu, naprowadzić punkt centralny pierścieni tak, aby pokrywał się z przecięciem krzyża na okularze mikroskopu. Następnie ustawiamy czujnik mikrometryczny na połowę zakresu wskazań, co umożliwia pomiar promieni pierścieni w obydwie strony względem punktu centralnego. Promienie pierścienia wyliczmy przekształcając wzór na λ:

1

gdzie:

R2 =(1,11)2 -(0,47)2 / 4 . 589 . 10-9 = 429,20 [mm]

R3 =(1,56)2 - (1,11)2 / (8 - 4) . 589 . 10-9 = 509,97 [mm]

R4 =(1,91)2 - (1,56)2 / (12 - 8) . 589 . 10-9 = 515,49 [mm]

R5 =(2,18)2 - (1,91)2 / (16 - 12) . 589 . 10-9 = 468,72 [mm]

R6 =(2,40)2 - (2,18)2 / (20 - 16) . 589 . 10-9 = 427,67 [mm]

R7 =(2,63)2 - (2,40)2 / (24 - 20) . 589 . 10-9 = 491,04 [mm]

R8 =(2,84)2 - (2,63)2 / (28 - 24) . 589 . 10-9 = 487,56 [mm]

R9 =(3.05)2- (2,84)2 / (32 - 28) . 589 . 10-9 = 525,00 [mm]

Każdy z wyników został dodatkowo w trakcie obliczeń podzielony przez 103 w celu uzyskania końcowego wyniku w [mm].

Średnia wartość promienia krzywizny soczewki wynosi:

Rśr = (R2+R3+R4+R5+R6+R7+R8+R9) / 8 = 481,83

b)Wyznaczanie długości fali światła monochromatycznego otrzymanego przy użyciu filtrów interferencyjnych.

W tej części ćwiczenia należy użyć lampki mikroskopowej z żarowym źródłem światła, a następnie między nią a oświetlaczem umieścić filtr interferencyjny. Pomiar promieni przeprowadzamy w sposób podobny jak w pierwszej części ćwiczenia. Następnie obliczamy długość fali ze wzoru :

gdzie:

rm, rn przyjmowane odpowiednio wartości

FILTR I:

λ2 = (1,05)2 - (0,71)2 / 3 . 481,83 = 413,98 [nm]

λ3 = (1,41)2 - (1,05)2 / (6 - 3) . 481,83 = 612,66 [nm]

λ4 = (1,70)2 - (1,41)2 / (9 - 6) . 481,83 = 623,94[nm]

λ5 = (1,86)2 - (1,70)2 / (12 - 9) . 481,83 = 394,05 [nm]

λ6 = (2,15)2 - (1,86)2 / (15 - 12) . 481,83 = 804,50[nm]

λ7 = (2,37)2 - (2,15)2 / (18 - 15) . 481,83 = 687,93[nm]

λ8 = (2,57)2 - (2,37)2 / (21 - 18) . 481,83 = 683,51[nm]

λ9 = (2,79)2 - (2,57)2 / (24 - 21) . 481,83 = 815,78[nm]

Każdy z wyników został dodatkowo w trakcie obliczeń podzielony przez 10-6 w celu uzyskania końcowego wyniku w [nm].

Średnia wartość długości fali wynosi:

λśr = (λ23456789)/8 = 528,98

FILTR II:

λ2 = (1,06)2 - (0,79)2 / 3 . 481,83 = 345,56 [nm]

λ3 = (1,37)2 - (1,06)2 / (6 - 3) . 481,83 = 521,14 [nm]

λ4 = (1,65)2 - (1,37)2 / (9 - 6) . 481,83 = 584,99[nm]

λ5 = (1,94)2 - (1,65)2 / (12 - 9) . 481,83 = 720,24 [nm]

λ6 = (2,21)2 - (1,94)2 / (15 - 12) . 481,83 = 775,17[nm]

λ7 = (2,42)2 - (2,21)2 / (18 - 15) . 481,83 = 672,64[nm]

λ8 = (2,68)2 - (2,42)2 / (21 - 18) . 481,83 = 917,33[nm]

λ9 = (2,73)2 - (2,68)2 / (24 - 21) . 481,83 = 330,19[nm]

Każdy z wyników został dodatkowo w trakcie obliczeń podzielony przez 10-6 w celu uzyskania końcowego wyniku w [nm].

Średnia wartość długości fali wynosi:

λśr = (λ23456789)/8 = 608.41 [nm]

c)Obliczanie błędów pomiarów

gdzie

λNa - długość fali równa 589. 10 -9 m

rm, rn przyjmowane odpowiednio wartości

n = 4

Δr = 0,04 mm

ΔR2 = [2(1,11 + 0.47)/ 4 . 589 . 10-9] . 0,04 =53,65

ΔR3 = [2(1,56 + 1,11)/ 4 . 589 . 10-9] . 0,04 =90,66

ΔR4 = [2(1,91 + 1,56)/ 4 . 589 . 10-9] . 0,04 =117,83

ΔR5 = [2(2,18 + 1,91)/ 4 . 589 . 10-9] . 0,04 =118,88

ΔR6 = [2(2,40 + 2,18)/ 4 . 589 . 10-9] . 0,04 =155,52

ΔR7 = [2(2,63 + 2,40)/ 4 . 589 . 10-9] . 0,04 =170,80

ΔR8 = [2(2,84 + 2,63)/ 4 . 589 . 10-9] . 0,04 =185,74

ΔR9 = [2(3.05 + 2,84)/ 4 . 589 . 10-9] . 0,04 =200,00

Każdy z wyników został dodatkowo w trakcie obliczeń podzielony przez 103 w celu uzyskania końcowego wyniku w [mm].

Średnia wartość błędy wynosi:

ΔRśr = (ΔR2+ΔR3+ΔR4+ΔR5+ΔR6+ΔR7+ΔR8+ΔR9)/8 = 136,64

δ(ΔR) = (ΔR/R)*100% ≈ 28%

IV. Wnioski:

Na błędy pomiarów miały wpływ między innymi:

- niemożność dokładnego określenia środka pierścieni - ze względu na kąt widzenia,

- duża trudność w odróżnieniu pierścieni o rzędzie n > 20,

- duża czułość układu na wpływ czynników zewnętrznych takich jak szturchnięcia

- błędne ustawienia mikroskopu (przesuniecie centralnego pierścienia w osi X)