LABORATORIUM FIZYKI PAŃSTWOWEJ WYŻSZEJ SZKOŁY ZAWODOWEJ W NYSIE

Transkrypt

1 LABORATORIUM FIZYKI PAŃSTWOWEJ WYŻSZEJ SZKOŁY ZAWODOWEJ W NYSIE Ćwzee r 4 Temat: Wyzazee współzyka załamaa ezy refraktometrem Abbego.. Wprowadzee Śwatło, przy przejśu przez graę dwóh ośrodków, zmea swój keruek ruhu. Zjawsko to zostało azwae załamaem śwatła. Shemat tego zjawska przedstawoo a Rysuku. Promeń begąy ze środowska I dozaje załamaa a gray AB. Kąt zawarty mędzy promeem padająym a prostopadłą do gray ośrodków, azywa sę kątem padaa. Aalogze defujemy kąt załamaa. Rysuek. Załamae śwatła a gray dwóh ośrodków Stosuek susa kąta padaa do susa kąta załamaa jest dla daej pary ośrodków welkośą stałą. Wartość tego stosuku azywa sę względym

2 współzykem załamaa ośrodka drugego względem ośrodka perwszego. Współzyk załamaa moża róweż wyrazć przez stosuek prędkoś rozhodzea sę śwatła w tyh ośrodkah: gdze: s α ν = = () s β ν względy współzyk załamaa ośrodka względem ośrodka, ν, ν prędkoś śwatła w odpowedh ośrodkah. W szzególym przypadku przejśa śwatła z próż do dowolego ośrodka rówae () przyjmuje postać: gdze: bezwzględy współzyk załamaa ośrodka, prędkość śwatła w próż. = () ν Ogólą defję współzyka załamaa moża przekształć w astępująy sposób: ν = = ν Zależość (3) podaje zwązek mędzy względym współzykem załamaa śwatła a gray dwóh ośrodków, a h bezwzględym współzykam załamaa (względem próż). Prędkość śwatła w ośrodkah o wększej gęstoś optyzej jest mejsza. Z Zależoś tej wyka, że przy przejśu śwatła z ośrodka o mejszej gęstoś optyzej do ośrodka o wększej gęstoś optyzej kąt padaa jest wększy od kąta załamaa. Jeżel śwatło przehodz przez graę ośrodków gdze > (rys. ), to w marę wzrostu kąta padaa rośe także, wększy od ego, kąt załamaa przy tak zwaym kąe grazym (α = α gr ) osąga wartość β = 90 : s α gr s 90 = s α gr = Wszystke promee padająe a powerzhę grazą pod kątem wększym ż α gr zostają od tej powerzh ałkowe odbte. (3) (4)

3 Rysuek. Przehodzee śwatła przez graę ośrodków, gdy > Rysuek 3. Przehodzee śwatła przez graę dwóh ośrodków, gdy < Gdy śwatło pada a graę ośrodków, dla któryh < (rys. 3) pod różym kątam, wówzas odpowede kąty załamaa są zawarte w przedzale od 0 do β gr. Pod kątem wększym ż β gr z ośrodka do ośrodka e wejdze żade promeń. Współzyk załamaa moża wyzazyć przez bezpośred pomar kątów padaa załamaa. Przyrządem służąym do wyzazaa współzyka załamaa jest refraktometr Abbego. Dzałae jego oparte jest a wykorzystau zjawska ałkowtego wewętrzego odba.. Wykoae ćwzea - Przemyć powerzhe pryzmatów alkoholem. - Mędzy ozyszzoe powerzhe pryzmatów wprowadzć badaą ez (powa oa przykryć ałą powerzhę dolego pryzmatu. - Przez obrót pryzmatów Amego górym pokrętłem z prawej stroy przyrządu doprowadzć do powstaa wyraźej gray mędzy dwoma ośwetloym zęśam pola wdozego w okularze. - Dolym pokrętłem z prawej stroy przyrządu przesuąć lę grazą pola wdzea do puktu przeęa dwu skrzyżowayh wdozyh w polu wdzea okularu. 3

4 - Sprawdzć, zy skala refraktometru jest dobrze ośwetloa. Skala ta zajduje sę pożej pola ośwetloego. Położee pajęzej a skal określa wartość współzyka załamaa badaej ezy. Pomary przeprowadzć dla wody destylowaej oraz dla roztworów gleryy w wodze. Komplet przygotowayh roztworów whodz w skład zestawu ćwzeowego. W komplee o ajmej jedo stężee e jest opsae a podstawe otrzymayh wyków ależy je wyzazyć. 3. Opraowae wyków Przeprowadzć serę trzeh pomarów dla każdego roztworu. Wyk pomarów współzyka załamaa śwatła w ezy zestawć w tabel według poższego wzoru. Oblzyć wartoś średe współzyka załamaa. Przyjąć, że roztwory są sporządzoe z dokładośą stężea Δ = 0,0. Stężee roztworu [%] Nepewość stężea Δ [%] Współzyk załamaa POMIAR POMIAR POMIAR 3 śr Zmerzoe wartoś współzyków załamaa śwatła przez roztwory o różyh stężeah staową podstawę do wykreślea zależoś współzyka załamaa od stężea roztworu = f(). Z wykresu tej zależoś ależy odzytać ezae stężea roztworów, zają wyzazoe wześej wartoś h współzyków załamaa. Korzystają z dowolego arkusza kalkulayjego moża do wykresu dodać lę tredu (regresja lowa) w opjah ustawć wyśwetlee rówaa a wykrese. W oblzeah moża róweż zastosować metodę ajmejszyh kwadratów z wykorzystaem wzorów: a = + b = = = y (5) a = + b = = y (6) gdze: wartość stężea tego roztworu, 4

5 y wartość współzyka załamaa -tego roztworu, lość badayh roztworów. Na wykrese przedstawć odk epewoś stężea roztworów współzyka załamaa. Za epewość pomaru współzyka załamaa Δ przyjąć 0,003 jedostk. Nepewość wartoś szukaego stężea moża określć grafze. LITERATURA:. Gajda F, Wyzazae współzyka załamaa śwatła refraktometrem Abbego, W: Ćwzea laboratoryje z fzyk, Ofya wydawza Poltehk Opolske, Opole Marów T. Wyzazae współzyka załamaa za pomoą refraktometru, W: Ćwzea laboratoryje z fzyk, Ofya wydawza Poltehk Wroławskej, Wroław