Eksperimenti

POPOLNI ODBOJ

Potrebščine:

• geotrikotnik
• voda
• laser
• akvarij
• karton, oblečen v črno blago

Akvarij smo napolnile z vodo. Okoli akvarija smo postavile karton, oblečen v črno blago, tako da smo lahko čim bolje videle odboj laserja v vodi. Laser smo usmerile tako, da se je vpadni žarek lomil v zrak, ter spreminjale vpadni kot žarka. Ko smo opazile le še odbojni žarek, lomljenega pa ne, smo s pomočjo geotrikotnika odčitale vpadni kot.

Meritve in obdelava meritev:

Izmerjene kote smo vstavile v lomni zakon, kjer smo upoštevale, da je lomni količnik zraka n₂=1 in da gre za popolni odboj. Dobile smo sledeče vrednosti lomnih količnikov za vodo:

Izračun povprečne vrednosti lomnega količnika nam je dal rezultat:
n₁ = 1,4514±0,06
Prava vrednost lomnega količnika vode n = 1,33.

BREWSTROV KOT

Potrebščine:

• voda, olje
• akvarij
• snop nepolarizirane svetlobe/laser
• geotrikotnik
• polarizator
• karton, oblečen v črno blago

Akvarij smo napolnile z vodo. S pomočjo polarizatorja smo ugotovile kako je laser polariziran, nato pa smo pričele z eksperimentom. Z laserjem smo merile v vodo, ter polarizator nastavile na pot odbitemu snopu svetlobe. Ko polarizator ni prepustil odbitega žarka smo z geotrikotnikom odmerile kot φ. V našem primeru Brewstrov kot predstavlja 90-φ. To metodo smo poizkusile tudi na olju, vendar nismo z oljem napolnile cel akvarij, ampak smo ga samo malo natočile na krožniček.

Meritve in obdelava meritev:
S pomočjo eksperimenta smo dobile sledeče podatke za Brewstrov kot:

Po enačbi smo izračunale lomni količnik, za vsak kot posebej. Vrednosti so prikazane na grafu:

Na koncu smo s povprečjem gornjih lomnih količnikov izračunale lomni količnik za vodo in olje: n_voda = 1,26±0,6
n_olje = 1,67±0,2

METODA Z DIELEKTRIČNOSTJO

Potrebščine:

• slamica
• voda
• upor
• žica
• osciloskop
• frekvenčni generator
• aluminjasta folija

kjer je U_AB napetost na kondenzatorju in U_B0 napetost na uporniku.

Naša ideja je bila da bi lahko izračunale lomni količnik vode s pomočjo dielektričnosti vode. Naredile smo valjast kondenzator s pomočjo žičke in slamice, katero smo ovile v aluminijasto folijo. Vezje je sestavljeno z kondenzatorja in upora. Merile smo napetost na uporu, iz katere smo potem izračunale tok skozi vezje, ter napetost na kondenzatorju.

Meritve in obdelava meritev:
Lomni količnik smo izračunale po enačbi:

Želele smo izračunati, kakšen lomni količnik bi bil pri frekvenci svetlobe. S funkcijskim generatorjem smo prišle le do 11 MHz, zato smo s krivuljo, ki se najbolje prilega meritvam opisale obnašanje lomnega količnika v odvisnosti od frekvence. Iz te krivulje smo lahko izračunale n pri frekvenci svetlobe.

Graf odvisnosti lomnega količnika od frekvence:

V grafu so prikazani podatki iz naših meritev. Največja frekvenca, ki smo jo lahko dobile iz frekvenčnega generatorja je bila 11 MHz, zato smo podatkom iz naših meritev dodale krivuljo, ki se najbolj prilega in izračunale, kakšen naj bi bil lomni količnik vode pri frekvenci svetlobe (približno Hz).
Enačba krivuje je , kjer je n lomni količnik in ω krožna frekvenca [MHz].

Rezultat: n = 0,0006±0,00005.