Wyznaczenie współczynnika załamania światła z pomiaru pozornej i rzeczywistej grubości płytek, poprawione

Wyznaczenie współczynnika załamania światła z pomiaru pozornej i
rzeczywistej grubości płytek.
1.
Cel i przebieg doświadczenia:
Celem doświadczenia jest zbadanie wartości załamania światła.
Przebieg doświadczenia:
a) Uruchamiamy komputer
b) Za pomocą mikroskopu mierzymy grubość płytki. Powtarzamy te czynność co
najmniej dziesięciokrotnie.
c) Zmieniamy położenie stolika na, którym znajduje się płytka tak, aby znaleźć
położenie ag oraz położenie ad. Powtarzamy te czynność co najmniej 10 razy
d) Czynności te powtarzamy dla innych płytek.
2. Część wynikowa.
Wszystkie obliczenia wykonuję w programie Excel.
Do wykonania obliczeń korzystamy z następujących wzorów:
ℎ = 𝑎𝑔 − 𝑎𝑑 [𝑚𝑚]
𝑛=
𝑑
ℎ
𝑔𝑑𝑧𝑖𝑒:
𝑑 − 𝑔𝑟𝑢𝑏𝑜ść 𝑟𝑧𝑒𝑐𝑧𝑦𝑤𝑖𝑠𝑡𝑎 [𝑚𝑚]
ℎ − 𝑔𝑟𝑢𝑏𝑜ść 𝑝𝑜𝑧𝑟𝑜𝑛𝑎 [𝑚𝑚]
𝑛 − 𝑤𝑠𝑝ół𝑐𝑧𝑦𝑛𝑛𝑖𝑘 𝑧𝑎ł𝑎𝑚𝑎𝑛𝑖𝑎 ś𝑤𝑖𝑎𝑡ł𝑎
Lp.
d [mm]
ag [mm]
ad[mm]
h [mm]
n
1
2
3,6
3,59
4,38
4,46
1,98
1,95
2,40
1,50
2,51
1,43
3
3,58
4,48
1,99
2,49
1,44
4
3,59
4,39
1,98
2,41
1,49
5
3,58
4,44
1,95
2,49
1,44
6
3,58
4,35
1,9
2,45
1,46
7
3,57
4,4
1,95
2,45
1,46
8
3,59
4,46
1,95
2,51
1,43
9
3,57
4,36
1,9
2,46
1,45
10
3,59
4,4
1,96
2,44
1,47
Tabela 1. Dane płytki nr 1.
d
h
n
średnia
3,584
2,461
1,457
Odchylenie standardowe 0,009661 0,038715 0,02406
Tabela 2. Wstępne wyniki dla płytki nr 1
średnia
Odchylenie standardowe
d
3,58
0,01
h
2,46
0,04
n
1,457
0,025
Tabela 3. Zaokrąglone wyniki dla płytki nr 1
Błąd metoda różniczki logarytmicznej:
∆𝑑
−∆ℎ
|)
∆𝑛 = 𝑛 ∗ (| | + |
𝑑
ℎ
0,01
−0,04
|+|
|) ≈ 0,02
∆𝑛1 = 1,457 ∙ (|
3,58
2,46
Wynik końcowy:
𝑛1 = (1,457 ± 0,025)
Lp.
d [mm]
ag [mm]
ad [mm]
h [mm]
n
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
6,25
6,29
6,28
6,28
6,29
6,27
6,27
6,29
6,29
6,28
3,61
3,66
3,4
3,62
3,67
3,66
3,61
3,66
3,67
3,61
0,07
0,05
0,07
0,06
0,05
0,06
0,07
0,05
0,05
0,07
3,54
3,61
3,33
3,56
3,62
3,6
3,54
3,61
3,62
3,54
1,77
1,74
1,89
1,76
1,74
1,74
1,77
1,74
1,74
1,77
Tabela 4. Dane płytki nr 2
d
h
n
średnia
6,279
3,557
1,766
Odchylenie standardowe 0,012867 0,086801 0,045753
Tabela 5. Wstępne wyniki dla płytki nr 2
średnia
odch
d
6,729
0,013
h
3,56
0,09
n
1,77
0,05
Tabela 6. Zaokrąglone wyniki płytki nr 2
Wynik końcowy:
𝑛2 = (1,77 ± 0,05)
lp.
d [mm]
ag [mm]
ad [mm]
h [mm]
n
1
4,28
4,39
1,82
2,57
1,67
2
4,28
4,34
1,82
2,52
1,7
3
4
5
6
7
8
9
10
4,29
4,29
4,29
4,3
4,29
4,29
4,29
4,29
4,35
4,33
4,35
4,35
4,34
4,35
4,36
4,4
1,81
1,8
1,87
1,8
1,88
1,86
1,81
1,81
2,54
2,53
2,48
2,55
2,46
2,49
2,55
2,59
1,69
1,7
1,73
1,69
1,74
1,72
1,68
1,66
Tabela 7. Dane dla płytki nr 3
d
h
n
średnia
4,289
2,528
1,698
Odchylenie standardowe 0,005676 0,041042 0,025734
Tabela 8. Wstępne wyniki dla płytki nr 3
średnia
odch
d
4,289
0,006
h
2,528
0,042
n
1,698
0,026
Tabela 9. Zaokrąglone wyniki płytki nr 3
Wynik końcowy:
𝑛3 = (1,698 ± 0,026)
Lp.
d [mm]
ag [mm]
ad[mm]
h [mm]
n
1
5,28
4
0,83
3,17
1,67
2
5,28
3,98
0,8
3,18
1,66
3
4
5
6
7
8
9
5,29
5,29
5,29
5,29
5,28
5,28
5,29
3,98
4,01
4
4,01
3,99
4,01
4,01
0,82
0,81
0,84
0,84
0,82
0,82
0,87
3,16
3,2
3,16
3,17
3,17
3,19
3,14
1,67
1,65
1,67
1,67
1,67
1,66
1,68
Tabela 10. Dane dla płytki nr 4
d
h
n
średnia
5,2856
3,171
1,667
Odchylenie standardowe 0,00527 0,017638 0,00866
Tabela 11.Wstępne wyniki dla płytki nr 4
średnia
Odchylenie standardowe
d
5,2856
0,0053
h
3,171
0,018
n
1,667
0,009
Tabela 12. Zaokrąglone wyniki płytki nr 4
Wynik końcowy:
𝑛4 = (1,667 ± 0,009)
3. Wnioski
Po obserwacji wyników można zauważyć, że grubość płytki ma duże znaczenie na wartość
współczynnika załamania światła. Wyniki końcowe dla płytki trzeciej i czwartej są bardzo podobne co
może świadczyć o tym, że zostały wykonane z podobnego materiału. Dla płytki numer jeden wynik
końcowy jest najniższy co świadczy o tym, że jest ona wykonana z materiału, które dobrze
przepuszcza światło. Z podanych płytek najgorzej przepuszcza światło płytka nr 2.