Badanie dyspersji szkła pryzmatu za pomocą goniometru optycznego.

Badanie dyspersji szkła pryzmatu

przy pomocy goniometru optycznego.

79

CEL ĆWICZENIA

 Zapoznanie się z budową i zasadą działania goniometru optycznego.

 Zapoznanie się z metodą wyznaczania współczynnika załamania fali świetlnej za pomocą goniometru.

 Wyznaczenie kąta łamiącego pryzmatu kąta najmniejszego odchylenia.  Badanie krzywej dyspersji materiału pryzmatu.

ZAGADNIENIA KOLOKWIALNE

1. Podstawowe pojęcia i prawa optyki geometrycznej.

2. Bieg promieni świetlnych przez pryzmat, kąt łamiący, minimalny kąt odchylenia

pryzmatu, rozszczepienie światła w pryzmacie, pryzmaty achromatyczne.

3. Współczynnik załamania ośrodka, jego zależność od długości fali świetlnej. 4. Dyspersja światła, pojęcie dyspersji anomalnej.

5. Widma pierwiastków, widmo światła białego, linie Fraunhofera. 6. Goniometr optyczny, budowa i zasada działania.

7. Metoda przeprowadzenia dyskusji błędów. WYKONANIE DOŚWIADCZENIA

1. Uruchomić lampę rtęciową.

2. Wyzerować goniometr. W tym celu należy:

 oświetlić szczelinę goniometru (bez pryzmatu);  ustawić podziałkę goniometru na 0o_;

 zablokować skalę goniometru- w tym celu należy nacisnąć dolną część zatrzasku 11 ( patrz instrukcja goniometru) zwalniającego krąg podziałkowy;

 znaleźć obraz szczeliny goniometru i ustawić go na miejscu przecięcia się nici pajęczych w okularze;

 zwolnić skalę goniometru- w tym celu należy nacisnąć górną część zatrzasku zwalniającego krąg podziałkowy;

3. Ustawić pryzmat na stoliku ( częścią matową w stronę obserwatora). 4. Dokonać pomiaru kąta łamiącego pryzmatu. W tym celu należy:

 zmierzyć kąty ɸP i ɸL odchylenia promieni padających na pryzmat po

jego obu stronach, gdzie ɸP mierzymy obracając stolik przeciwnie do

ruchu wskazówek zegara, natomiast ɸL mierzymy obracając stolik

zgodnie z ruchem wskazówek zegara  obliczyć kąt łamiący γ pryzmatu ze wzoru:

5. Ustawić pryzmat( dotykając zmatowanych ścianek) w pozycji najmniejszego

odchylenia całości widma. W tym celu należy:

 ustawić pryzmat jedną z przezroczystych ścianek w stronę obserwatora;  znaleźć obraz linii widmowych( po stronie ścianki matowej);

 obracając powoli stolik z pryzmatem należy uchwycić moment, w którym obraz widma „ zatrzymuje się” i zaczyna „ zawracać” pomimo dalszego obracania stolika w tym samym kierunku- w położeniu tym kąt odchylenia ma wartość najmniejszą δmin;

 odczytać na skali kąt ustawienia lunety αP;

 czynności z poprzedniego kroku powtórzyć dla wszystkich obserwowanych linii widmowych.

6. Czynności opisane w punkcie 5) należy powtórzyć dla pryzmatu ustawionego

drugą przezroczystą ścianką w stronę obserwatora . W tym przypadku odczytany kąt oznaczamy jako αL.

7. Obliczyć wartość minimalną kąta wychylenia δmin z zależności:

OPRACOWANIE WYNIKÓW

Sporządzić wykres zależności współczynnika załamania światła od długości fali. Określić błąd maksymalny współczynnika załamania posługując się metodą różniczki zupełnej.

Długości fal widma lampy rtęciowej są podane w tabeli.

LITERATURA

1. H. Szydłowski, Pracownia fizyczna, PWN, Warszawa 1997 .

2. J. Smela, T. Zamorski, A. Puch, Pierwsza pracownia fizyczna- przewodnik, Wydawnictwo Oświatowe FOSZE, Rzeszów 1995.

3. Sz. Szczeniowski, Fizyka doświadczalna t. 4: „Optyka”, PWN, Warszawa, 1971. 4. Instrukcja obsługi goniometru optycznego Gn-3.

PRZYRZĄDY