www.budowamaszynzaoczne.fora.pl

Jaras

304

13.11.98
Michał Marczak Wydział
Elektryczny
Semestr I

Grupa
T – 3

H. Manikowski

Temat: Wyznaczanie współczynnika załamania światła metodą najmniejszego odchylenia w pryzmacie

Załamanie światła na powierzchni rozgraniczającej dwa ośrodki opisane jest prawem Snella

(301.1)

gdzie  - kat padania światła na granicę ośrodków , - kat załamania, n - współczynnik załamania ośrodka drugiego względem pierwszego.

Gdy pierwszy z ośrodków jest próżnią, równanie (301.1) definiuje bezwzględny współczynnik załamania, w innych przypadkach współczynnik względny.

Prawa Snella w postaci (301.1) nie używa się do praktycznego wyznaczania ze względu na niedogodność i niedokładności wyznaczania kątów padania i załamania, natomiast możemy je skutecznie zastosować do pryzmatu gdzie kąty  i  można wyrazić przez inne, dogodne do pomiaru wielkości.

W naszym ćwiczeniu wykorzystujemy tylko dwie płaszczyzny pryzmatu, tworzące między sobą kąt , zwany kątem łamiącym.

Promień świetlny na pryzmat ulega dwukrotnemu załamaniu i zostaje odchylony o pewien kąt  (rys. 301.1), zależny od kąta padania  oraz od kąta łamiącego  . Na podstawie rysunku możemy wyrazić kąt odchylenia następująco.

(301.2 Kąt padania można tak dobrać, aby promień biegnący wewnątrz pryzmatu był prostopadły do dwusiecznej kąta łamiącego  . W tej sytuacji bieg promienia jest symetryczny, tzn 1=2 oraz 1=2, a kąt odchylenia - najmniejszy z możliwych dla danego pryzmatu

Biorąc ponadto pod uwagę, że 2 =  , możemy przekształcić równanie (301.2) do postaci

(301.3)

Podstawiając wyrażone powyżej wartości  i  do wzoru (301.1), definiującego współczynnik załamania, otrzymamy:

(301.4)

Stosując powyższy wzór możemy wyznaczyć n na podstawie pomiarów kąta łamiącego i kąta najmniejszego odchylenia.

Pomiary i obliczenia:

Dokładność pomiarów: (wszystkie kąty  1’ )

Wyznaczanie kąta łamiącego pryzmatu:
p = (17343’ - 4700’ ) = 12643’
l = (26342’ - 4700’ ) = 21642’

Obliczanie współczynnika załamania światła dla wszystkich długości fali:

Tabela pomiarowa
 Nr filtru min N
Lp. [nm] - [O] -
1. 697 1 24300’ 3.643
2. 682 2 24261’ 3.642
3. 675 3 24250’ 3.641
4. 656 4 24267’ 3.641
5. 600 5 24261’ 3.640
6. 589 6 24200’ 3.639
7. 554 7 24305’ 3.637
8. 500 8 24315’ 3.632
9. 439 9 24030’ 3.629
10. 400 10 24305 3.626
Rachunek błędu:

Średni współczynnik załamania światła wynosi:

n = 3.640.03