Ćwiczenie 321

Wyznaczanie współczynnika załamania światła
metodą najmniejszego odchylenia w pryzmacie

Informacje do doświadczenia

  • Numer stanowiska w pracowni: 321 (sala 221).
  • Doświadczenie wykonać na podstawie opisu zawartego w skrypcie [1].
  • Maksymalna przepuszczalność filtrów występuje dla następujących długości fal (z dokładnością do 2 nm):
    Nr filtra: 1 2 3 4 5 6 7
    Długość fali (λ) [nm]: 675 656 600 589 554 500 439

Przebieg doświadczenia

  1. Pryzmat umieścić na stoliku spektrometrycznym w taki sposób, aby możliwe było (gołym okiem) zaobserwowanie obrazu szczeliny odbitego od dwóch płaszczyzn pryzmatu, tworzących kąt łamiący φ.
  2. Skrzyżowane nici pajęcze lunetki ustawić na środek obrazu szczeliny. Dokładne ustawienie lunetki możliwe jest, po uprzednim zablokowaniu przesuwu ręcznego, wykorzystując tzw. leniwkę. Z podziałki kątowej spisać kąty obserwacji promieni odbitych od prawej i lewej płaszczyzny pryzmatu (αp oraz αl).
  3. Spisać położenie lunetki nastawionej na nie odchylony promień świetlny (α0) po uprzednim usunięciu pryzmatu ze stolika.
  4. Ustawić pryzmat na stoliku tak, aby obserwowane było rozszczepienie światła białego.
  5. Wybrać długość fali światła wstawiając w układ odpowiedni filtr.
  6. Odszukać obraz promienia załamanego (wykorzystując lunetkę).
  7. Manipulując stolikiem z pryzmatem znaleźć położenie w którym kąt odchylenia jest minimalny.
  8. Zanotować położenia lunetki odpowiadające kątom minimalnego odchylenia ze skali kątowej. Pomiaru dokonać dla wszystkich filtrów, dla dwóch położeń pryzmatu dających odchylenie w lewo i w prawo.

Opracowanie wyników

  1. Obliczyć kąt łamiący pryzmatu i jego dokładność. Wszystkie kąty wyznaczać w radianach.
  2. Obliczyć kąty najmniejszego odchylenia w pryzmacie dla każdej badanej długości światła. Wyznaczyć błąd tego kąta.
  3. Wyznaczyć współczynnik załamania światła dla wszystkich długości fal. Określić ich niepewność.
  4. Narysować krzywą dyspersji. Na wykonanym wykresie zaznaczyć prostokąty błędów.
  5. Zapisać wnioski.