ĆWICZENIE NR 8
Wyznaczanie współczynnika załamania światła metodą interferometryczną
I. Zagadnienia teoretyczne:
1. Oddziaływanie światła z materią, r-nia Maxwella.
2. Interferencja i dyfrakcja światła.
3. Równanie Clausiusa-Massottiego.
4. ZaleŜność współczynnika załamania światła od ciśnienia.
5. Interferometry. Zasada działania i rodzaje.
6. Interferometr laboratoryjny LI-3.
II. Literatura:
1.Sz. Szczeniowski – Fizyka doświadczalna.
2.A.Piekara – Nowe oblicze optyki.
3.F.C.Crowford – Fale.
4.R.Feynman – Feynmana wykłady z fizyki.
5.F.Kaczmarek – Druga pracownia fizyczna.
6.Praca magisterska – do wglądu na II Pracowni Fizycznej.
III. Przyrządy:
Interferometr Rayleigha typ LI-3 z oprzyrządowaniem, aparatura próŜniowa, termometr.
IV. Wykonanie ćwiczenia:
Celem ćwiczenia jest pomiar zaleŜności współczynnika załamania światła od ciśnienia dla powietrza w danej temperaturze.
W tym celu naleŜy:
1. Odczytać temperaturę.
2. Zamocować kuwetę czerwoną kropką w stronę okularu i podłączyć do układu próŜniowgo.
3. Kurek 1 ustawić w pozycji Z (zapowietrzanie pompy) natomiast kurek 2 w pozycji pompującej obie komory. Kurek 3 zamknięty.
4. Włączyć pompę rotacyjną , przekręcić kurek 1 o 180o i pompować obie komory przez około 10 min.
5. Ustawić ostrość prąŜków, odaretować śrubę mikrometryczną, wyzerować i zaaretować.
6. Kurek 2 ustawić w pozycji odpompowywania komory I i odcięcia komory II.
7. Przy pomocy kurka 3 zmieniamy ciśnienie w komorze II i jednocześnie dopasowujemy obraz górnych prąŜków do dolnych.
RóŜnicę dróg optycznych odpowiadającą ustawieniu ciśnienia, odczytujemy na bębnie i notujemy w tabeli.
8. Czynność powtarzamy dla innych kuwet.
Uwaga! – Przed przystąpieniem do wymiany kuwety, układ próŜniowy naleŜy zapowietrzyć kurkiem 1. (ustawienie Z), kurek 2 ustawić w połoŜenie pompujące komory, a kurek 3 otworzyć. RównieŜ przed wyłączeniem pompy, kurki ustawiamy w tej pozycji.
V. Opracowanie wyników:
1.Obliczyć współczynniki załamania światła dla poszczególnych ciśnień wg wzoru:
n=1+∆L
∆ - róŜnica dróg optycznych L - długość kuwety
2. Wykreślić zaleŜność współczynnika załamania światła od ciśnienia n = f(p).
3. Obliczyć gęstość powietrza dla poszczególnych ciśnień wg. wzoru:
⋅
⋅ +
= ⋅ −3 3
00367 , 0 1
10 2764 , 1
m p kg ρ t
Ciśnienie p wyrazić w hPa, a temperaturę w 0C.
4. Obliczyć wartość refrakcji właściwej wg. wzoru i sprawdzić jej stałość.
ρ 1 2 1
2
2 ⋅
+
= − n R n
5. Przeprowadzić dyskusję otrzymanych zaleŜności i ocenić wielkość niepewności pomiarowych.
