Tarcza Kolbego

Zastosowanie

Przyrząd służący do zasadniczych pokazów z optyki geometrycznej dotyczących odbicia i załamania światła.

Budowa i zasada działania, sposoby wykorzystania

 

Na trójnożnej podstawie jest umocowany pionowy pręt ze sprężynującym półkolistym pałąkiem, zaopatrzonym w trzy rolki z rowkami. Między rolkami jest osadzona tarcza. Urządzenie takie daje możliwość obracanie tarczy koło osi poziomej. Tarcza ma podziałkę kątową i dwie wzajemnie prostopadłe średnice 0-0 i 90-90. Jest zaopatrzona w dwie łapki ze sprężynami. Służą one do umocowania na powierzchni tarczy wykrojów optycznych, którymi są: wąskie wycinki zwierciadeł i soczewek, półkrążek cylindryczny, płytka płasko równoległa oraz pryzmaty. Najodpowiedniejszym źródłem światła dla tarczy Kolbego jest lampa łukowa. Można się również posługiwać lampą 6V w osłonie. Źródło światła ustawiamy z boku tarczy w odległości ok. 0,5m od niej. Światło kierujemy stycznie do powierzchni tarczy. Do otrzymania wąskiej smugi światła, czyli do tzw. w optyce geometrycznej promienia świetlnego, służy przesłona z otworem prostokątnym, którą się przykręca do pałąka na takiej wysokości aby środek obrotu znalazł się na wysokości środka tarczy. Przesłona ma prowadnicę. W nią wsuwa się płytkę z jedną, trzema i pięcioma szczelinami. Zależnie od położenia tej płytki otrzymujemy na tarczy jeden, trzy lub pięć promieni.
Na tarczy umieszczamy półkrążek szklany tak, że płaska jego ścianka przylega do średnicy 90-90, a średnica0-0 trafia w środek geometryczny danej podstawy. Tarczę ustawiamy tak, aby promień pojedynczej szczeliny biegł wzdłuż średnicy0-0. Kąt padania jest zerowy, promień przechodzi bez załamania do szkła i trafia na powierzchnię walcowatą również pod kątem 0 . Wychodzi więc ze szkła do powietrza bez załamania. Obracamy tarczę o kąt , odczytujemy go na skali 0-0. Pojawia się promień odbity, nachylony do normalnej pod kątem . Widać też promień załamany w szkle. Tworzy on z normalną kąt i pada na walcowatą powierzchnię w szkle pod kątem 0 . Wobec tego promień przy przejściu szkła do powietrza doznaje załamania i wykazuje na skali kąt . Stosunek sin / sin wyliczamy. Jest to współczynnik załamania szkła względem powietrza.
Wybieramy dowolne kąty padania 1, 2, 3... itd., znajdujemy odpowiadające im kąty załamania 1, 2, 3... itd. We wszystkich przypadkach stosunek sinusa kąta padania do sinusa kąta załamania jest ten sam.

Wady i Zalety...

Więcej...