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
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)
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
- 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
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 007.. Marów T. Wyzazae współzyka załamaa za pomoą refraktometru, W: Ćwzea laboratoryje z fzyk, Ofya wydawza Poltehk Wroławskej, Wroław 999. 5