O1. POMIARY KĄTA GRANICZNEGO

HTML
DOWNLOAD

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "O1. POMIARY KĄTA GRANICZNEGO"

Danuta Dziedzic
6 lat temu
Przeglądów:

1 O1 POMIARY KĄTA GRANICZNEGO tekst opraowała: Bożea Jaowska-Dmoh Gdy wiązka światła pada a aię dwóh ośrodków przezrozystyh od stroy ośrodka optyzie gęstszego pod kątem aizym, to promień załamay ślizga się po aiy ośrodków Kąt załamaia jest wówzas rówy dokładie Kąt aizy harakteryzuje oba ośrodki, zależy bowiem od prędkośi z jaką rozhodzi się światło zarówo w pierwszym, jak i w drugim ośrodku Cel Celem ćwizeia jest wyzazeie współzyików załamaia ła i różyh iezy z pomiarów kąta aizego Wymagaia Prawa odbiia i załamaia światła a aiy dwóh ośrodków, współzyik załamaia światła, zasada Huygesa, kąt aizy, ałkowite odbiie wewętrze, zasada Fermata, zjawisko dyspersji Literatura R Resik, D Halliday, Fizyka, tom II, PWN FS Crawford, Fale, Kurs berkelejowski tom III, PWN D Halliday, R Resik, J Walker, Podstawy fizyki, tom IV, PWN Opis przyrządu Układ optyzy składa się lasera He-Ne i laej kuwety, umieszzoej a stoliku obrotowym z podziałką kątową Jeda ze śiaek bozyh kuwety ma kształt pryzmatu o kąie łamiąym Wiązka światła, padają a środek skośej śiaki pryzmatu pokrywająy się z osią obrotu stolika, załamuje się i doiera do wewętrzej śiaki kuwety Wętrze kuwety wypełia powietrze lub róże badae ieze Dalszy bieg wiązki zależy od własośi ośrodka wypełiająego kuwetę i od jej przestrzeej orietaji Obrót stolika powoduje zmiay kąta padaia wiązki a pryzmat i zmiay w geometrii układu optyzego Do usuwaia iezy z kuwety stosuje się pompkę wodą Wyprowadzeie wzoru Współzyik załamaia ła Rozważmy ajpierw przypadek, gdy kuweta jest pusta, zyli jest wypełioa powietrzem Nieh wiązka światła pada a skośą śiakę pryzmatu pod takim kątem, że po załamaiu w le pod kątem padie a wewętrzą śiakę kuwety pod kątem aizym (patrz

2 rysuek) Stosują prawo załamaia światła zapiszemy astępująe relaje między tymi kątami (przyjmujemy, że współzyik załamaia powietrza 1) si si 1 si si Z rysuku wyika, że kąt łamiąy pryzmatu jest rówy sumie kątów i, a stąd kąt oraz 1 1 si si os si Przekształają te wzór i korzystają z jedyki trygoometryzej apiszemy widok z góry ło powietrze 1 si 1 1 si Obie stroy powyższego rówaia podosimy do kwadratu, podstawiamy wyrażeie si si, a wtedy si 1 4 si 4 si 1 Po przekształeiu powyższego rówaia otrzymujemy wzór a współzyik załamaia ła si si 1 Aby wyzazyć współzyik załamaia ła, z którego jest wykoay pryzmat, musimy zmierzyć taki kąt padaia, gdy wiązka po załamaiu w pryzmaie ślizga się po wewętrzej śiae kuwety Współzyik załamaia iezy Wętrze kuwety jest wypełioe badaą iezą Nieh wiązka światła pada a skośą śiakę pryzmatu pod takim kątem, że po załamaiu w le pod kątem padie a wewętrzą śiakę kuwety pod kątem aizym (patrz rysuek) Stosują prawo załamaia światła zapiszemy astępująe relaje między tymi kątami (przyjmujemy, że współzyik załamaia powietrza 1) si si si si

3 gdzie jest współzyikiem załamaia ła Z rysuku wyika, że kąt łamiąy pryzmatu jest rówy sumie kątów i, a stąd kąt oraz si si os si 1 ło badaa iez widok z góry Przekształają te wzór i korzystają z jedyki trygoometryzej apiszemy 1 si 1 si Podstawiamy wyrażeie lub si si, a wtedy si 1 si, 1 si si Aby wyzazyć współzyik załamaia iezy musimy zać współzyik załamaia ła, z którego jest wykoay pryzmat, oraz zmierzyć taki kąt padaia, gdy wiązka po załamaiu w pryzmaie ślizga się po wewętrzej śiae kuwety wypełioej badaą iezą Wykoaie ćwizeia Wyiki wszystkih pomiarów muszą być zapisae w sprawozdaiu, opatrzoe odpowiedimi jedostkami i podpisae przez asysteta 1 Współzyik załamaia ła a) Sprawdzamy, zy wiązka światła pada a środek pryzmatu laego b) Obraamy stolik tak, by wiązkę odbitą od pryzmatu zawróić z powrotem do lasera W takim ustawieiu wiązka pada prostopadle a pryzmat i wyzaza położeie ormalej do powierzhi łamiąej ) Na podziałe kątowej stolika, zaopatrzoej w oiusz, odzytujemy położeie ormalej, ozazmy je p 1

4 4 d) Obraamy stolik tak, by wiązka załamaa ślizgała się po powierzhi pryzmatu, staowiąej wewętrzą śiakę kuwety W takim ustawieiu wiązka pada a aię ło-powietrze pod kątem aizym e) Na podziałe kątowej stolika, zaopatrzoej w oiusz, odzytujemy owe położeie stolika, ozazmy je p f) Pomiary powtarzamy kilkakrotie Propozyja zapisu wyików: Szkło Położeie ormalej 1 Położeie [jedostka] = gdzie jest błędem systematyzym wyikająym z dokładośi przyrządu Współzyik załamaia iezy a) Wętrze kuwety wypełiamy badaą iezą b) Sprawdzamy, zy wiązka światła pada a środek pryzmatu laego ) Obraamy stolik tak, by wiązkę odbitą od pryzmatu zawróić z powrotem do lasera Na podziałe kątowej stolika, zaopatrzoej w oiusz, odzytujemy położeie ormalej, ozazmy je p 1 d) Obraamy stolik tak, by wiązka załamaa ślizgała się po powierzhi pryzmatu, staowiąej wewętrzą śiakę kuwety W takim ustawieiu wiązka pada a aię ło-iez pod kątem aizym e) Na podziałe kątowej stolika, zaopatrzoej w oiusz, odzytujemy owe położeie stolika, ozazmy je p f) Pomiary dla każdej iezy powtarzamy kilkakrotie Propozyja zapisu wyików: Rodzaj iezy wypełiająej kuwetę: Położeie ormalej 1 Położeie [jedostka] = gdzie jest błędem systematyzym wyikająym z dokładośi przyrządu

5 5 Opraowaie wyików a) Oblizamy wartośi średie położeń 1 i Błędy oblizamy uwzględiają iepewość losową i systematyzą b) Z różiy położeń wyzazamy kąt padaia 1 Błąd oblizamy metodą propagaji iepewośi pomiarowyh ) Oblizamy współzyik załamaia ła Błąd oblizamy metodą propagaji iepewośi pomiarowyh d) Dla każdej iezy z różiy położeń wyzazamy kąt padaia 1 Błąd oblizamy metodą propagaji iepewośi pomiarowyh e) Oblizamy współzyik załamaia iezy Błąd oblizamy metodą propagaji iepewośi pomiarowyh f) We wioskah spróbujmy oeić dla każdej iezy zy otrzymaa wartość współzyika załamaia jest zgoda w aiah błędów doświadzalyh z wartośią tabliową

Podobne dokumenty

O2. POMIARY KĄTA BREWSTERA

O2. POMIARY KĄTA BREWSTERA O. POMIARY KĄTA BREWSTERA tekst opracowała: Bożea Jaowska-Dmoch Polaryzacja światła jest zjawiskiem, które potwierdza falową aturę światła. Światło jest falą elektromagetyczą, w której cyklicze zmiay pól