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.
Inhaltsverzeichnis
- Vorbereitung
- Versuchsablauf
- Brechzahl von Luft mit Natriumlicht
- Brechzahl von Sauerstoff mit Natriumlicht
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Der Versuch zielt darauf ab, die Brechzahl von Sauerstoff und Luft in Abhängigkeit vom Druck des jeweiligen Gases zu messen. Dazu wird ein Jamin-Interferometer eingesetzt, das ähnlich wie ein Michelson-Interferometer funktioniert.
- Messung der Brechzahl von Sauerstoff und Luft
- Anwendung des Jamin-Interferometers
- Zusammenhang zwischen Brechzahl und Druck
- Berechnung der Polarisierbarkeit von Luft und Sauerstoff
- Vergleich der Ergebnisse mit theoretischen Modellen
Zusammenfassung der Kapitel
Vorbereitung
In diesem Kapitel werden die Ziele des Versuchs erläutert und die Funktionsweise des Jamin-Interferometers beschrieben. Die Clausius-Mosotti-Gleichung wird vorgestellt, die den Zusammenhang zwischen Brechungsindex und Polarisierbarkeit eines Materials beschreibt.
Versuchsablauf
Dieser Abschnitt beschreibt die Durchführung der Messungen mit einer Natriumlampe und einer Glühbirne an Luft und reinem Sauerstoff. Die Justierung der Apparatur und die Vorgehensweise bei der Messung des Druckunterschieds werden detailliert beschrieben.
Brechzahl von Luft mit Natriumlicht
Dieser Abschnitt präsentiert die Ergebnisse der Messungen zur Brechzahl von Luft mit Natriumlicht. Die Daten werden grafisch dargestellt und eine lineare Fitfunktion wird verwendet, um den Zusammenhang zwischen Druck und Brechzahl zu bestimmen. Die Polarisierbarkeit von Luft wird berechnet.
Brechzahl von Sauerstoff mit Natriumlicht
Dieser Abschnitt wiederholt die Messungen mit reinem Sauerstoff. Die Ergebnisse werden dargestellt und analysiert. Die Polarisierbarkeit von Sauerstoff wird berechnet.
Schlüsselwörter
Jamin-Interferometer, Brechzahl, Druckabhängigkeit, Polarisierbarkeit, Clausius-Mosotti-Gleichung, Natriumlicht, Sauerstoff, Luft.
- Arbeit zitieren
- Jan Sauer (Autor:in), 2008, Praktikumsauswertung zum Interferenzrefraktor nach Jamin, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/173336
