Fényhullámhossz és diszperzió mérése

Hasonló dokumentumok
Fényhullámhossz és diszperzió mérése

9. Fényhullámhossz és diszperzió mérése jegyzőkönyv

Mikroszkóp vizsgálata Folyadék törésmutatójának mérése

Rugalmas állandók mérése

Fázisátalakulások vizsgálata

Hangfrekvenciás mechanikai rezgések vizsgálata

Modern Fizika Labor. 17. Folyadékkristályok

Mágneses szuszceptibilitás mérése

Nehézségi gyorsulás mérése megfordítható ingával

Termoelektromos hűtőelemek vizsgálata

Modern Fizika Laboratórium Fizika és Matematika BSc 8. Alkáli spektrumok

Optikai alapmérések. Mivel több mérésről van szó, egyesével írom le és értékelem ki őket. 1. Törésmutató meghatározása a törési törvény alapján

Mikroszkóp vizsgálata Lencse görbületi sugarának mérése Folyadék törésmutatójának mérése

10. mérés. Fényelhajlási jelenségek vizsgála

Optika gyakorlat 2. Geometriai optika: planparalel lemez, prizma, hullámvezető

A mikroszkóp vizsgálata Lencse görbületi sugarának mérése Newton-gyűrűkkel Folyadék törésmutatójának mérése Abbe-féle refraktométerrel

Modern fizika laboratórium

Rugalmas állandók mérése

Orvosi Biofizika I. 12. vizsgatétel. IsmétlésI. -Fény

Spektrográf elvi felépítése. B: maszk. A: távcső. Ø maszk. Rés Itt lencse, de általában komplex tükörrendszer

Abszorpciós spektroszkópia

Hangfrekvenciás mechanikai rezgések vizsgálata

GEOMETRIAI OPTIKA I.

Tartalomjegyzék. Emlékeztetõ. Emlékeztetõ. Spektroszkópia. Fényelnyelés híg oldatokban A fény; Abszorpciós spektroszkópia

OPTIKA. Hullámoptika Diszperzió, interferencia. Dr. Seres István

FIZIKA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

Modern Fizika Labor. 11. Spektroszkópia. Fizika BSc. A mérés dátuma: dec. 16. A mérés száma és címe: Értékelés: A beadás dátuma: dec. 21.

Tartalomjegyzék. Emlékeztetõ. Emlékeztetõ. Spektroszkópia. Fényelnyelés híg oldatokban 4/11/2016. A fény; Abszorpciós spektroszkópia

E (total) = E (translational) + E (rotation) + E (vibration) + E (electronic) + E (electronic

Milyen simaságú legyen a minta felülete jó minőségű EBSD mérésekhez

Mágneses szuszceptibilitás mérése

- abszolút törésmutató - relatív törésmutató (más közegre vonatkoztatott törésmutató)

Mérések állítható hajlásszögű lejtőn

Optika gyakorlat 6. Interferencia. I = u 2 = u 1 + u I 2 cos( Φ)

Modern Fizika Labor. Fizika BSc. Értékelés: A mérés dátuma: A mérés száma és címe: 12. mérés: Infravörös spektroszkópia május 6.

Mikroszkóp vizsgálata és folyadék törésmutatójának mérése (8-as számú mérés) mérési jegyzõkönyv

Fázisátalakulások vizsgálata

Optika és Relativitáselmélet

2. Hangfrekvenciás mechanikai rezgések vizsgálata jegyzőkönyv. Zsigmond Anna Fizika Bsc II. Mérés dátuma: Leadás dátuma:

Modern Fizika Labor Fizika BSC

Ψ - 1/v 2 2 Ψ/ t 2 = 0

Fázisátalakulások vizsgálata

Atomfizika. A hidrogén lámpa színképei. Elektronok H atom. Fényképlemez. emisszió H 2. gáz

Atomi er mikroszkópia jegyz könyv

OPT TIKA. Hullámoptika. Dr. Seres István

Fajhő mérése. (Mérési jegyzőkönyv) Hagymási Imre február 26. (hétfő délelőtti csoport)

A fény terjedése és kölcsönhatásai I.

Compton-effektus. Zsigmond Anna. jegyzıkönyv. Fizika BSc III.

OPTIKA. Hullámoptika Diszperzió, interferencia. Dr. Seres István

A fény visszaverődése

Folyadékszcintillációs spektroszkópia jegyz könyv

Az Ampère-Maxwell-féle gerjesztési törvény

2. OPTIKA. A tér egy pontján akárhány fénysugár áthaladhat egymás zavarása nélkül.

17. Diffúzió vizsgálata

Modern Fizika Laboratórium Fizika és Matematika BSc 14. Holográfia

2. Miért hunyorognak a csillagok? Melyik az egyetlen helyes válasz? a. A Föld légkörének változó törésmutatója miatt Hideg-meleg levegő

Kvalitatív fázisanalízis

1. ábra Tükrös visszaverődés 2. ábra Szórt visszaverődés 3. ábra Gombostű kísérlet

OPTIKA. Ma sok mindenre fény derül! /Geometriai optika alapjai/ Dr. Seres István

Mikroszkóp vizsgálata Lencse görbületi sugarának mérése Folyadék törésmutatójának mérése

OPTIKA. Gömbtükrök képalkotása, leképezési hibák. Dr. Seres István

d) A gömbtükör csak domború tükröző felület lehet.

Röntgendiffrakció. Orbán József PTE, ÁOK, Biofizikai Intézet november


Példa: Háromszög síkidom másodrendű nyomatékainak számítása

OPTIKA. Geometriai optika. Snellius Descartes-törvény szeptember 19. FIZIKA TÁVOKTATÁS

Modern Fizika Labor. A mérés száma és címe: A mérés dátuma: Értékelés: Infravörös spektroszkópia. A beadás dátuma: A mérést végezte:

Elektrooptikai effektus

Geometriai és hullámoptika. Utolsó módosítás: május 10..

A kálium-permanganát és az oxálsav közötti reakció vizsgálata 9a. mérés B4.9

24. Fénytörés. Alapfeladatok

Modern Fizika Labor. 2. Az elemi töltés meghatározása. Fizika BSc. A mérés dátuma: nov. 29. A mérés száma és címe: Értékelés:

A diplomaterv keretében megvalósítandó feladatok összefoglalása

TÁVKÖZLÉSI ISMERETEK FÉNYVEZETŐS GYAKORLAT. Szakirodalomból szerkesztette: Varga József

6Előadás 6. Fénytörés közeghatáron


Hajder Levente 2017/2018. II. félév

Tartalom. Tartalom. Anyagok Fényforrás modellek. Hajder Levente Fényvisszaverési modellek. Színmodellek. 2017/2018. II.

Optika és Relativitáselmélet II. BsC fizikus hallgatóknak

Történeti áttekintés

19. A fényelektromos jelenségek vizsgálata

Szög és görbület mérése autokollimációs távcsővel

P vízhullámok) interferenciáját. A két hullám hullámfüggvénye:

Mágneses szuszceptibilitás mérése

A digitális képfeldolgozás alapjai

Akusztikai tervezés a geometriai akusztika módszereivel

7. Előadás. A vékony lencse közelítésben a lencse d vastagsága jóval kisebb, mint a tárgy és képtávolságok.

Modern Fizika Labor. 2. Elemi töltés meghatározása

FIZIKA KÖZÉPSZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

Csillagászati spektroszkópia dióhéjban. Konkoly Spektroszkópiai Nyári Iskola

Név... intenzitás abszorbancia moláris extinkciós. A Wien-féle eltolódási törvény szerint az abszolút fekete test maximális emisszióképességéhez

11. Előadás Gradiens törésmutatójú közeg II.

Modern Fizika Labor. 5. ESR (Elektronspin rezonancia) Fizika BSc. A mérés dátuma: okt. 25. A mérés száma és címe: Értékelés:

OPTIKA-FÉNYTAN. A fény elektromágneses hullám, amely homogén közegben egyenes vonalban terjed, terjedési sebessége a közeg anyagi minőségére jellemző.

Röntgen sugárzás. Wilhelm Röntgen. Röntgen feleségének keze

A geometriai optika. Fizika május 25. Rezgések és hullámok. Fizika 11. (Rezgések és hullámok) A geometriai optika május 25.

Színek

Ultrarövid lézerimpulzusban jelenlevő terjedési irány és fázisfront szögdiszperzió mérése

s levegő = 10 λ d sin α 10 = 10 λ (6.1.1)

Fénytörés vizsgálata. 1. feladat

Átírás:

KLASSZIKUS FIZIKA LABORATÓRIUM 9. MÉRÉS Fényhullámhossz és diszperzió mérése Mérést végezte: Enyingi Vera Atala ENVSAAT.ELTE Mérés időpontja: 2011. október 19. Szerda délelőtti csoport

1. A mérés célja A mérés során spektrállámpa fényét komponenseire bonta vizsgáljuk, amit egy optikai rács segítségével érünk el. Ezután a különböző színű fények eltérülésének szögét mérve következtetünk a hullámhosszukra. Végül pedig a prizma törőszögét és diszperzióját vizsgáljuk meg. 2. A mérés eszközei Goniométer Optikai rács Prizma Spektrállámpa 3. A mérés elmélete 3.1. Hullámhossz mérése optikai rács segítségével Az "optikai rács" kifejezés alatt egymással párhuzamosan, igen sűrűn elhelyezett vékony rések vagy visszaverő felületek sorozatát értjük. Amit mi használtunk, az egy plánparalel lemez, melyen egymáshoz közel párhuzamos karcolások találhatók. A rács jellemzője a rácsállandó, ami egy nem áteresztő, és egy teljesen áteresztő sáv szélességének összege. Az ilyen optikai rácsra párhuzamos fény-nyalábot bocsájtva a rács túloldalán diffrakciós képet figyelhetünk meg. Fennáll az alábbi egyenlőség, ahol k N +, λ a fény hullámhossza, d a rácsállandó és α az eltérülés szöge: kλ = dsinα Ez az ún. Fraunhofer-diffrakció. A közelítéseinek használatához azonban bizonyos feltételnek fenn kell állnia: fel kell tennünk, hogy messziről tekintünk a résekre. 3.2. Prizma törésmutatójának mérése A prizma esetén megfelelő beállítással elérhető a beeső fény eltérülési szögékenek minimalizálása. A törésmutatóra ekkor igaz: n = sin ϕ+ǫmin 2 sin ϕ 2 ϕ a prizma törőszöge. 1

4. A mérés menete Első lépésként be kellett állítani a goniométert, ezután kezdhettem el a mérést. 4.1. Mérés optikai ráccsal Az optikai rácsra egy kollimátoron keresztül párhuzamos nyalábot bocsátunk, ami a rácson való áthaladás után elhajlási képet ad. A különböző színű fénysugarak elhajlásának szögét mértem először három elhajlási rendben, majd a mérés reprodukálhatóságát vizsgálva egy szín szögét többször is megvizsgáltam. 4.2. Prizma A prizma törőszögét szembehelyeztem a kollimátorral, és a visszavert kép és a kollimátor bezárt szögét vizsgálva a prizma törőszögét az alábbi képlet alapján számolhatom: Φ = α 1 +α 2 2 Ezután a minimális eltérülési szögeket vizsgáltam. 5. Mérési adatok és kiértékelés 5.1. Mérés optikai ráccsal A mérés során alkalmazott optikai rács 15000LP I volt, azaz 15000 vonal van rajta inchenként. A rácsállandója: d = 1693, 3nm. Az elméleti rész alapján a hullámhossz kifejezhető: λ = d k sinα Az első mérési adatoknál ez ak érték 1, mivel csak az elsőrendig vizsgáljuk. Az alábbi, 1 tartalmazza a mért és számított értékeket: Szín ϕ jobb ϕ bal α λ [nm] Lila 345 5 20 14 53 27 14 49 33 435,68 Sötétkék 343 57 32 16 0 48 16 2 5 468,08 Világoskék 343 31 40 16 25 52 16 23 30 479,98 Zöld 342 30 40 17 26 16 17 21 30 507,31 Sárgászöld 341 10 14 18 45 26 18 48 3 545,93 Narancs 1 340 3 36 19 52 14 19 51 10 575,75 Narancs 2 339 58 4 19 56 48 20 1 10 580,38 Vörös 337 37 36 22 16 36 22 16 21 643,22 1. táblázat. Az első elhajlási rendek szögértékei a két oldalon 2

ϕ 1 17 26 16 ϕ 2 17 26 50 ϕ 3 17 26 54 ϕ 4 17 26 44 ϕ 5 17 26 28 ϕ 17 26 38 2. táblázat. A zöld szín többszöri mérési eredményei A hibát jelentheti a leolvasás hibája, ami 2, ám a vonalnak van vastagsága is, tehát a hiba megnő, kb. 10 -re. Más módon is kiszámoltam a hibát, az átlagtól való legnagyobb eltérés 22, a szórás 15,43. Ezek alapján α = 20 = 0,001rad értékkel számolok. A hibát az alábbi képletben számoltam: λ = α d k cosα Ez a hiba a többször megmért zöld szín esetén: λ = 507,31±0,25nm Ezek után a kék színre megmértem a másod- és harmadrendeket is: ϕ jobb ϕ bal α λ [nm] 1. rend 343 57 32 16 0 48 16 2 5 468,08 2. rend 326 20 2 33 22 22 33 26 40 467,84 3. rend 303 30 26 55 19 56 55 57 0 467,66 3. táblázat. A kék szín első-, másod- és harmadrendbeli elhajlási értékei 5.2. Mérés prizmával Az optikai rács helyett a tárgyasztalra a1-es számú prizmát raktam, aminek a 3-as törőszögét vizsgáltam. A törőszög-mérés alatt kapott adatok: Ezután a spektrum vizsgálatával minden ϕ jobb 61 33 42 ϕ bal 30 30 2 ϕ 46 5 1 4. táblázat. A prizma törőszöge színhez megkerestem a minimális eltérülési szöget. 3

Szín ǫ min n λ [nm] Vörös 39 0 2 1,728±0,003 643,22 Narancs 2 38 44 28 1,724±0,003 580,38 Narancs 1 38 46 6 1,724±0,003 575,75 Sárgászöld 38 53 54 1,728±0,003 545,75 Zöld 39 5 2 1,729±0,003 507,31 Világoskék 39 15 36 1,733±0,003 479,98 Sötétkék 39 20 45 1,735±0,003 468,08 Lila 39 35 56 1,740±0,003 435,68 5. táblázat. A spektrum minimális eltérülési szögei A törésmutató hibáját a [1] alapján számoltam: n n = actg(a)+ bctg(b) Ahol a = ϕ+ǫ min és b = ϕ 2 2 A törésmutatót a hullámhossz függvényében a 1. grafikonon ábrázoltam. 1.74 1.738 Adatok 1.736 1.734 1.732 n 1.73 1.728 1.726 1.724 1.722 400 450 500 550 600 650 λ [nm] 1. ábra. A törésmutató hullámhosszfüggése A 1. ábrán jól látszik, hogy a törésmutató függ a fény hullámhosszától, ezért töri meg a fényt. 4

Hivatkozások [1] Böhönyey - Havancsák - Huhn: Mérések a klasszikus fizika laboratóriumban, Szerkesztette: Havancsák Károly, ELTE Eötvös Kiadó, Budapest, 2003. 5