Praktikumsauswertung zum Interferenzrefraktor nach Jamin


Praktikumsbericht / -arbeit, 2008

10 Seiten


Leseprobe

Vorbereitung

Ziel dieses Versuchs war es, die Brechzahl von Sauerstoff und Luft in Abhängigkeit vom Druck des jeweiligen Gases zu messen. Hierzu wurde ein sogenanntes Jamin-Interferometer verwendet, dessen Funktionsweise dem Michelson-Interferometer sehr ähnelt. Ein Lichtstrahl wird an einer dicken Glassscheibe geteilt. Ein Teil des Lichtstrahles wird an der Oberfläche gebrochen während der andere Teil durch die Scheibe durchgeht und erst an der Rückseite gespiegelt wird. Die Teilstrahlen durchlaufen nun jeweils eine dünne Küvette. Diese können mit unterschiedlichen Medien gefüllt werden bzw. der Druck kann in einer Küvette kann variiert werden, so dass man den Gangunterschied und damit den Brechungsindex als Funktion der Druckdifferenz messen kann. Auf der anderen Seite der beiden Küvetten werden die Strahlen erneut geteilt, so dass insgesamt drei Teilstrahlen entstehen. Der mittlere Strahl entsteht durch Interferenz der beiden Teilstrahlen, die einmal an der Oberfläche und einmal an der Rückseite einer Glassscheibe reflektiert wurden, und ist für uns interessant, da er die Phasenverschiebung der beiden Teilstrahlen und damit die Differenz im optischen Weg wiederspiegelt. Die rechte Glassscheibe kann man um einen kleinen Winkel δ verstellen.

Für die Differenz der Brechzahlen n! ergibt sich:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Wobei Δz die Anzahl der vorbeigelaufenen Interferenzstreifen bei der Druckänderung ist (siehe Versuchsablauf), s die Länge der Küvetten (s = 300mm ± 1mm) und λ die Wellenlänge des verwendeten Lichtes ist.

Der Brechungsindex hängt von den mikroskopischen Eigenschaften des Materials ab. Durch geeignete Idealisierungen lässt sich die sogenannte Clausius-Mosotti-Gleichung herleiten, die den Brechungsindex mit der Polarisierbarkeit α eines Materials in Verbindung bringt:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

wobei N die Teilchendichte ist.

Versuchsablauf

Die Messungen werden mit einer Natriumlampe (λ = 589,3nm) und mit einer Glühbirne (also mit weißem Licht) an Luft und reinem Sauerstoff durchgeführt. Als erstes haben wir die Apparatur so justiert, dass das Interferenzmuster auf das Maximum nullter Ordnung eingestellt wurde. Dies war der Fall bei δ = 0,8 min

Brechzahl von Luft mit Natriumlicht

Wir haben als erstes eine der Küvetten evakuiert und dann langsam wieder mit Luft gefüllt. Da der Brechungsindex druckabhängig ist hat sich dabei das Interferenzmuster verschoben. Wir haben die vorbeigelaufenen Streifen gezählt und alle 10 Streifen den Druck abgelesen. Dieser wurde an einer Quecksilbersäule abgemessen und muss dementsprechend umgerechnet werden. Wichtig ist auch, dass der abgelesene Druck verdoppelt werden muss, da die Differenz der beiden Säulen der relevante Druckunterschied ist. Der Ablesefehler der Quecksilbersäule beträgt ±0,5 mmHg (entspricht nach Verdoppelung 133,322 Pa).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Druckunterschied in Pa

(Brechzahldifferenz in Abhängigkeit vom Druckunterschied für Luft mit Natriumlicht)

[...]

Ende der Leseprobe aus 10 Seiten

Details

Titel
Praktikumsauswertung zum Interferenzrefraktor nach Jamin
Hochschule
Technische Universität Darmstadt
Autor
Jahr
2008
Seiten
10
Katalognummer
V173336
ISBN (eBook)
9783640938933
ISBN (Buch)
9783640939015
Dateigröße
482 KB
Sprache
Deutsch
Schlagworte
praktikumsauswertung, interferenzrefraktir, jamin
Arbeit zitieren
Jan Sauer (Autor:in), 2008, Praktikumsauswertung zum Interferenzrefraktor nach Jamin, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/173336

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