Pomiary kąta granicznego.
Cel: Wyznaczenie współczynników załamania szkła i różnych cieczy z pomiarów kąta granicznego.
Schemat:
CZĘŚĆ 1
W części pierwszej naszym zadaniem było wyznaczenie: położenia normalnej do powierzchni łamiącej pryzmatu wyznaczenie kąta granicznego. Dzięki tym pomiarom możemy wyznaczyć współczynnik załamania szkła.
Normalną wyznaczamy przez ustawienie stolika w ten sposób, aby wiązkę odbitą od pryzmatu skierować z powrotem do lasera. W podanym ustawieniu odczytujemy z noniusza położenie normalnej. Podziałka ma dokładność do 2 minut.
Kąt graniczny wyznaczamy przez ustawienie stolika w ten sposób, aby wiązka załamana ślizgała się po wewnętrznej ściance kuwety. W podanym ustawieniu odczytujemy z noniusza wartość kąta granicznego. Podziałka ma dokładność do 2 minut.
Wyniki:
ϴ2; ϴ2=2'
[stopnie]
[rad]
39°50'
0,695226
39°48'
0,694644
39°50'
0,695226
39°52'
0,695808
39°54'
0,696390
2 [rad]: 0,695458 ±0,000890 ϴ1; ϴ1=2'
[stopnie]
[rad]
88°26''
1,543454
88°28'
1,544036
88°24'
1,542872
88°24'
1,542872
88°22'
1,542291
1 [rad]: 1,543105 ± 0,000890
Obliczamy kąt padania ze wzoru: . Stąd:
0,695458 - 1,543105 0,847647 ± 0,001259 [rad]
Mając wartość możemy policzyć wartość współczynnika załamania szkła ze wzoru: nszk = i uzyskujemy: nszk = 1,755682
Błąd pomiarowy:
Błąd systematyczny (ϴ1i ϴ2) wynika z dokładności przyrządu i wynosi: xS = 5,817764*10-4radiana.
Błąd losowy liczymy z rozkładu t-studenta ze wzoru: Do jego obliczenia potrzebujemy niepewności wartości średniej pomiaru. Liczymy ją ze wzoru: , po czym otrzymujemy: = 2,96717238*10-4. Wartość tą wstawiamy do wzoru na rozkład t-studenta i otrzymujemy: xL = 8,23806*10-4 Mając wartości błędu losowego i systematycznego liczymy naszą niepewność ze wzoru: x = i otrzymujemy: x = 8,896754*10-4. Jest to wynik niepewności pomiarowej zarówno dla normalnej, jak i dla kąta granicznego.
Niepewność co do kąta padania liczymy ze wzoru: =
(…)
… do 1,80 w zależności od rodzaju szkła.
CZĘŚĆ 2
W drugiej części naszym zadaniem było wyznaczenie kąta granicznego, kąta padania oraz współczynnika załamania dla różnych cieczy, w tym:
Acetonu
Alkoholu etylowego
Propanolu
Wody
Aceton
Wyniki:
ϴ1; ϴ1=2'
[stopnie]
[rad]
88°20'
1,541708
88°20'
1,541708
88°22'
1,542291
88°18'
1,541126
88°18'
1,541126
1 [rad]: 1,541592 ± 0,000691
ϴ2; ϴ2=2'
[stopnie]
[rad]
71…
… wartość: nac = 3,857230*10-3
Wynik końcowy:
Nasze obliczenia wykazały, że współczynnik załamania acetonu jest równy:
nac = 1,3579 ± 0,0039
Wnioski:
Nasz wynik nie odbiega znacząco od wartości tablicowych, ponieważ doświadczalnie obliczany współczynnik załamania światła dla acetonu wynosi 1,3590.
Alkohol etylowy
Wyniki:
ϴ2; ϴ2=2'
[stopnie]
[rad]
72°2'
1,257219
72°8'
1,258965
72°10'
1,259547
72°10…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)