Informatyka rok I	Szewczak Marcin	Ocena:
03.11.2008r.	Wyznaczanie współczynnika załamania światła refraktometrem Abbego.	Ćwiczenie nr 20

1. Teoria i opis ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie współczynnika załamania światła dla roztworów

gliceryny z wodą o różnym stężeniu.

Stężenie roztworu zmienia się w zakresie od 10% do 80%.

W doświadczeniu wykorzystane zostały również dwa roztwory w próbówkach o nieznanym stężeniu oraz woda destylowana.

Zjawisko załamania światła zachodzi gdy światło przy przejściu z jednego ośrodka do drugiego zmienia swój kierunek.

Światło przy przejściu z ośrodka 1 ulega załamaniu na granicy AB. Powstały w wyniku przejścia promienia światła przez prostopadłą dla granicy AB kąt (α) nazywamy katem padania.

Stosunek sinusów kąta padania i kata załamania(β) dla dwóch ośrodków jest wielkością stałą, nazywaną współczynnikiem załamania. Współczynnik ten możemy również wyznaczyć poprzez stosunek prędkości rozchodzenia się światła w tych dwóch ośrodkach:

gdzie:

n - względny współczynnik załamania ośrodka 2 względem ośrodka 1

v1,v2 - prędkość światła w odpowiednich ośrodkach .

W celu wykonania doświadczenia wykorzystujemy pryzmaty. Badaną ciecz wprowadzamy pomiędzy pryzmaty refraktometru i oświetlamy pryzmat nakrywkowy. Następnie obracamy pryzmaty Amiciego tak aby na dwóch oświetlonych w okularze polach wyznaczyć widoczną granicę, następnie na skali odczytujemy współczynnik załamania światła.

W ten sposób mierzymy współczynnik załamania światła dla wyżej wymienionego roztworu o zmieniającym się w wyznaczonych granicach stężeniu.

Wskazane w ten sposób współczynniki załamania światła stanową fundamenty do badania zależności współczynnika załamania światła do stężeniem wykorzystanego w doświadczeniu roztworu.

2. Tabela pomiarów

Stężenie roztworu c %	Współczynnik załamania n
		POMIAR 1	POMIAR 2	POMIAR 3	nśr
H2O	1,3365	1,333	1,333	1,3341(6)
10%	1,344	1,346	1,3455	1,3451(6)
20%	1,357	1,357	1,356	1,35(6)
30%	1,3695	1,37	1,37	1,36983
40%	1,384	1,384	1,384	1,384
50%	1,3975	1,3972	1,3973	1,397(3)
60%	1,4112	1,4113	1,4112	1,4112(3)
70%	1,426	1,426	1,426	1,426
80%	1,441	1,4405	1,4405	1,440(6)
X	1,4498	1,4487	1,45	1,4495
Y	1,4048	1,4049	1,405	1,4049

3. Rachunek niepewności:

a) jedna podziałka skali refraktometru rzędu 0,001 jednostki

Błąd wartości stężenia roztworu wynosi:

Dla poszczególnych stężeń, błędy te wynoszą:

c10% =10% 0.05 = 0.5% c20% =20% 0.05 = 1% c30% =30% 0.05 = 1.5% c40% =40% 0.05 = 2% c50% =50% 0.05 = 2.5% c60% =60% 0.05 = 3% c70% =70% 0.05 = 3.5% c80% =80% 0.05 = 4%

b) Niepewność pomiaru współczynnika załamania:

gdzie:

N - liczba powtórzeń w serii

i - odpowiedni numer pomiaru w serii

- pomiar z tabeli z odpowiednim numerem,

- średnia pomiarów dla danej serii

Dla poszczególnych stężeń, błędy te wynoszą:

= 0,0011667 = 0,0006009 = 0,0005774 = 0,0001667 =.0,00 = 0,0000913 = 0,0000334 = 0,00 = 0,0001732 = 0,0004041 = 0,0000577

4. 
   Wykres

5. Wnioski i uwagi końcowe

Celem ćwiczenia było określenie współczynnika załamania światła za pomocą refraktometru Abbego, oraz stworzenie wykresu zależności między tym współczynnikiem a wartościami stężeń roztworu wody z gliceryną. Jak widać na wykresie n=f(C), współczynnik załamania światła wzrasta wraz z gęstością roztworu. I tak, dla wody współczynnik ten obiera najmniejszą wartość i wykazuję tendencję wzrostową wraz ze zwiększaniem stężenia roztworu. Za pomocą takiego wykresu można odczytać wartości stężeń dla roztworów z fiolek oznaczonych etykietami X i Y.

I tak odpowiednio, dla roztworu X stężenie wynosi 87% a dla roztworu Y, wynosi 52%.

Uważam że błędy pomiarowe wynikają z niedokładnego oczyszczenia pryzmatów przed kolejnymi pomiarami, mieszanie roztworów podczas ich nakładania na pryzmat co powodowało zmianę stężeń oraz niedokładności odczytu ze skali przyrządu.