Jonasz Załęski 15.11.2006

150301

POLITECHNIKA WROCŁAWSKA

INSTYTUT FIZYKI

Sprawozdanie z ćwiczenia nr 81

Temat: Badanie prążków Newtona.

Zestaw przyrządów użytych w ćwiczeniu

1. Mikroskop

2. Płytki szklane płasko-równoległe

3. Soczewki płasko wypukłe

4. Filtry interferencyjne

5. Oświetlacz mikroskopowy z zasilaczem

Cel ćwiczenia:

Celem jest zapoznanie się ze zjawiskiem interferencji światła, występującym w klinie optycznym oraz zastosowanie tego zjawiska do celów pomiarowych.

Opis ćwiczenia:

Po oczyszczeniu soczewki i płytki płasko - równoległej oraz odpowiednim ustawieniu ich na stoliku mikroskopu, włączone zostało oświetlenie. Po ustawieniu na mikroskopie barwnego obrazu prążków interferencyjnych i założeniu na oświetlacz filtra interferencyjnego przystąpiliśmy do pomiarów. W celu zmierzenia średnicy wybranego prążka naprowadzaliśmy pionowe ramię krzyżyka okularu na jego lewą i prawą stronę. W obu położeniach odczytywaliśmy wskazania a_l i a_p czujnika zegarowego. Wyniki pomiarów są przedstawione w tabeli.

Wyniki pomiarów

Filtr IF 575

Numer prążka	al [mm]	∆ al [mm]	ap [mm]	∆ ap [mm]
k = 1	0,56	0,01	0,70	0,01
			0,57			0,72
			0,57			0,72
			0,59			0,71
			0,55			0,77
			0,56			0,71
	k = 2		0,79			0,97
			0,77			0,97
			0,79			0,98
			0,77			0,95
			0,83			0,96
			0,80			0,94
	k = 3		1,07			1,09
			1,06			1,10
			1,06			1,11
			1,06			1,10
			1,03			1,09
			1,06			1,09

Filtr nieznany

Numer prążka	al [mm]	∆ al [mm]	ap [mm]	∆ ap [mm]
k = 1	0,53	0,01	0,65	0,01
			0,55			0,62
			0,55			0,60
			0,56			0,68
			0,57			0,65
			0,52			0,69
	k = 2		0,88			0,82
			0,87			0,84
			0,87			0,90
			0,86			0,89
			0,86			0,89
			0,87			0,85
	k = 3		1,05			1,15
			1,07			1,16
			1,06			1,16
			1,08			1,16
			1,03			1,12
			1,05			1,18

Tabele obliczeń

(Filtr IF 575)

Numer prążka	al [mm]	∆ al [mm]	al śr [mm]	∆ al śr [mm]	ap [mm]	∆ ap [mm]	ap śr [mm]	∆ ap śr [mm]	r [mm]	r śr [mm]	∆ r śr [mm]	R [m]	∆ R [m]	R śr [m]
k = 1	0,56	0,01	0,57	0,0056	0,70	0,01	0,72	0,01	0,63	0,64	0,014	0,72	0,031	0,69
					0,57												0,72				0,645
					0,57												0,72				0,645
					0,59												0,71				0,65
					0,55												0,77				0,66
					0,56												0,71				0,635
	k = 2				0,79										0,79	0,0091	0,97		0,96	0,016	0,88	0,88	0,017	0,67	0,026
					0,77												0,97				0,87
					0,79												0,98				0,885
					0,77												0,95				0,86
					0,83												0,96				0,895
					0,80												0,94				0,87
	k = 3				1,07										1,06	0,0056	1,09		1,10	0,013	1,08	1,08	0,015	0,67	0,019
					1,06												1,10				1,08
					1,06												1,11				1,085
					1,06												1,10				1,08
					1,03												1,09				1,06
					1,06												1,09				1,075

Numer prążka	al [mm]	∆ al [mm]	al śr [mm]	∆ al śr [mm]	ap [mm]	∆ ap [mm]	ap śr [mm]	∆ ap śr [mm]	r [mm]	r śr [mm]	∆ r śr [mm]	R [m]	∆ R [m]	R śr [m]	λ [nm]	∆ λ [nm]	∆ λ/ λ [%]
k = 1	0,53	0,01	0,55	0,0075	0,65	0,01	0,65	0,014	0,59	0,60	0,01	0,72	0,031	0,69	494,7	4,95	7,2
					0,55															0,62				0,585
					0,55															0,6				0,575
					0,56															0,68				0,62
					0,57															0,65				0,61
					0,52															0,69				0,605
	k = 2				0,88													0,87	0,003	0,82		0,87	0,013	0,85	0,87	0,01	0,67	0,026		561,96	8,83
					0,87															0,84				0,855
					0,87															0,9				0,885
					0,86															0,89				0,875
					0,86															0,89				0,875
					0,87															0,85				0,86
	k = 3				1,05													1,06	0,0071	1,15		1,16	0,018	1,1	1,11	0,01	0,67	0,019		606,58	5,93
					1,07															1,16				1,115
					1,06															1,16				1,11
					1,08															1,16				1,12
					1,03															1,12				1,075
					1,05															1,18				1,115

Wzory

Promień k - tego pierścienia wyznaczyłem ze wzoru:

Promień krzywizny badanej soczewki wyznaczyłem ze wzoru:

Błąd obliczenia promienia:

Długość fali ze wzoru

Błąd λ

Wnioski

W doświadczeniu wyznaczaliśmy promień krzywizny R oraz długość fali światła przepuszczonego przez monochromatyczny filtr. Wyznaczenie promienia krzywizny soczewki nie stanowi dużego problemu. Wystarczający jest zestaw złożony z mikroskopu oraz ze źródła światła o znanej długości fali. Na błąd pomiaru promienia największy wpływ miała niedokładność ustawienia pionowego ramienia krzyżyka na brzegu pierścienia. Znając już promień krzywizny soczewki można wyliczyć długość fali świetlnej. Jest on już niestety obarczony większym błędem, gdyż jest wyliczany pośrednio z promienia R.

.