LABORKA_FIZYKA_O_4.DOC

(387 KB) Pobierz
WSTÊP

WSTĘP.





Promień świetlny przy przejściu z jednego ośrodka do drugiego ulega załamaniu na granicy tych dwóch ośrodków. Jeżeli przebywa on drogę z ośrodka rzadszego optycznie I do gęstszego II optycznie to załamuje się on w kierunku normalnej w punkcie załamania do płaszczyzny powierzchni łamiącej. W przypadku gdy promień świetlny biegnie z ośrodka optycznie gęstszego II i wchodzi do ośrodka optycznie rzadszego I to załamuje się w kierunku od normalnej.

                                                                         1

                                                                    2                      I

 



 

 

                                                                                            2         II

                                                                                     1

 

 

Jest to tak zwana zasada odwracalności biegu promienia.

              Przyczyną załamania promienia świetlnego na granicy dwóch różnych od siebie ośrodków jest różnica w prędkościach rozchodzenia się promienia świetlnego. Dla każdego kąta padania promienia jest jeden kąt załamania. Prawo Snelliusa:

 

 

Stosunek sinusa kąta padania do sinusa kąta załamania jest stały i równa się stosunkowi prędkości rozchodzenia się fali świetlnej w pierwszym ośrodku do prędkości w drugim. W oparciu o tę prawidłowość zostało wprowadzone pojęcie współczynnika załamania promienia świetlnego na granicy dwóch ośrodków, który jest równy odwrotności stosunku prędkości rozchodzenia się promienia świetlnego w dwóch ośrodkach.

 

ZADANIE 1

 

Pokazać, że dla biegu promienia w płytce szklanej dla małego kąta załamania współczynnik załamania

n = d / h ,

gdzie :

d – grubość płytki szklanej,

h – grubość pozorna.

 

Oznaczmy przez a

                                                                                        a



                                                                            A                 B

                                                                               

                                              d

                                                                              

 

Jeżeli jest małym kątem to wtedy kąt jest również kątem małym. Ponadto sin jest w przybliżeniu równy tg, a więc:

 

 

Stosunek sinusa kąta padania do sinusa kąta załamania jest równy n, a więc ostatecznie:

 

 

ZADANIE 2

 

Pomiar współczynnika załamania światła za pomocą mikroskopu. Wyznaczamy współczynnik załamania dla szkła. W tym celu zaznaczamy atramentem na płytce kreski – jedna na powierzchni górnej płytki, druga prostopadle na dolnej. Za pomocą mikroskopu z mikrometrem mierzymy grubość rzeczywistą płytki. Regulując ostrość, tak aby widzieć wyraźnie górną kreskę i notujemy wskazanie miernika. Po odjęciu od siebie tych wartości otrzymamy grubość pozorną płytek oznaczoną przez h. Po dokonaniu pomiarów dokonujemy obliczenia współczynnika załamania na granicy według wzoru:

 

 

Płytka

Pomiar

Grubość płytki d[mm]

Grubość pozorna h[mm]

dŚR

hŚR

n

Szkło

1

6,47

4,31

6,67

4,33

1,5204

2

6,78

4,29

3

6,83

4,38

4

6,60

4,35

5

6,69

4,34

Plexi

1

4,27

2,78

4,28

2,78

1,520

2

4,25

2,82

3

4,28

2,72

4

4,31

2,75

5

4,29

2,81

 

 

 

ZADANIE 3

 

Jaki warunek muszą spełniać kąty , aby kąt odchylenia miał wartość minimalną. kąt łamiący pryzmatu.

Przyjmując następujące założenia, że : Wśród tych kątów można dostrzec pewne zależności. Są to :

 

                                                                               A

                                                                               j                                                        l

 

 

 

 

                                                                               n                                                         E

 

                                    k                                                                                        h

                                   a         d                               f                                 a        d

                                                                 b                          g                                  

                                                                                g                                              j     

                                                                       o                                                                 m

                             C                                                                                                 B

 

 

Kąt odchylenia E osiąga minimum wtedy, gdy przebiegi promienia wchodzącego do pryzmatu i wychodzącego z niego są symetryczne względem osi pryzmatu. Innymi słowy promień przechodzący przez pryzmat musi być równoległy do jego podstawy. Pojawiają się wtedy następujące zależności: wtedy kąt  i jednocześnie kąt więc;

 

 

 

 

 

ZADANIE 4

 

Wyznaczyć współczynnik załamania szkła metodą pomiaru kąta najmniejszego odchylenia promienia w pryzmacie. Umieszczamy pryzmat na kartce, następnie przy pomocy szpilek wyznaczamy bieg promienia przez pryzmat. Po ustawieniu szpilek mierzymy kąt łamiący pryzmat;i kąt najmniejszego odchylenia Emin. Po zmierzeniu wartości doświadczalnych wyliczamy współczynnik załamania pryzmatu n za pomocą wzoru wyliczonego z poprzedniego zadania.

 

 

     

 

                                                                             

 

 

                                                                                                                           Emin

 

 

 

 

 

 

RACHUNEK BŁĘDÓW:

 

BŁĄD ZADANIA 2 (metodą pochodnej logarytmicznej).

 

 

BŁĄD ZADANIA 4 (metodą różniczki zupełnej).

 

...

Zgłoś jeśli naruszono regulamin