Определяне на коефициента на пречупване на стъкло
Lab № 9
Определяне на дължината на вълната на светлината
С решетка
Цел: Измерване на светлина дължина на вълната за червените и виолетови спектрални граници, като се използва дифракционна решетка с известен период.
Оборудване: дифракционна решетка; Устройство за определяне на дължината на вълната на светлината (Фигура 1), който се състои от: 1) на притежателя, където решетка е разположен дифракционната, 2) скала, фиксирана към 3 притежателя) на черен екран с тесен вертикален прорез, разположен на линията; лампа с нажежаема жичка; статив. Фиг. 1
изчисление Output формули
Ако се вгледате в нажежаема крушка през решетката и разреза в черен екран, на екрана може да се види от двете страни на процепа рентгенограма на 1, 2, 3 и т.н. поръчки.
Позицията на дифракция максимума на първи ред за решетка с период г се определя от условието:
,
където - дължината на вълната на светлината, к - от порядъка на спектъра - ъгълът, под който има максимум.
За връх дифракция на първия ред, защото на ъгъла е малък. , В резултат на това максималната дължина на вълната () се определя по формулата
,
при което - разстоянието от решетката на екрана, - разстояние от центъра на отвора на екрана, съответстваща на пика на дифракция (виж фигура 2 ..).
В източника на светлина е тясна пролука в екрана на устройството за измерване на дължината на вълната на светлината.
Редът на изпълнение
1. Включете лампата и го поставете върху екрана с процеп.
2. Поставете екрана на разстояние - 50 см от решетката. Мярка най-малко 5 пъти, изчисли средна стойност. Данните, посочени в таблицата.
3. Погледнете разреза в екрана чрез дифракционна решетка, постигане на промяна в относителното положение на екрана и осветява най-добрите условия на видимия спектър. Спектърът трябва да бъде поставен успоредно на мащаба на екрана.
4. Измерете разстоянието от процеп в средата на екрана до червено на. и виолетови спектрални ръбове. Тези разстояния са мярка поне 5.raz наляво и надясно на процепа на екрана. Резултатите са посочени в таблица.
5. Изчислете средните стойности:
.
Данните, посочени в таблицата.
6. Изчислете периода решетка, пишете на стойността в таблицата.
7. Чрез измерване на разстоянието от центъра на гнездото на екрана на позицията на червения край на спектъра, а разстоянието от дифракционната решетка за изчисляване на екрана. при които има съответна спектрална лента:
.
8. Изчислете дължината на вълната, съответстваща на червено граница око възприема спектър.
9. Определяне на ръба дължина на вълната на спектъра на виолетово.
10. Изчисли грешка абсолютен измерване разстояния L и L:
/
11. изчислява относителната и абсолютна грешка измерване на дължини на вълните:
/
Получените стойности в таблица 1 направят забележка.
Отговорете на въпросите:
1. обясни принципа на действие на решетката на дифракция.
2. В какъв ред трябва на основните цветове в спектъра на дифракция?
3. Как да променя характера на спектъра на дифракция с помощта на дифракционна решетка с период, който е 2 пъти повече в сравнение с вашия опит? 2 пъти по-малко?
Определяне на коефициента на пречупване на стъкло
Цел: Наблюдение на пречупване на светлината на въздуха между медиите - стъклото, измерването на индекса на пречупване стъкло.
Работа 9.2.1: стъклен цилиндър и диск с крайника за измерване на ъгли, осветление за сянка проекция.
9.2.2 Работа: микроскоп с индикатор за набиране, който позволява измерванията до 0.01 mm; стъклена пластина с етикет върху една от повърхностите на тънки щрихи; стъклена плоча с белезите на един и втора повърхности; плоча от стъкло с различна дебелина.
изчисление Output формули
Съотношението на скоростта на светлината във вакуум до светло скорост в средата се нарича абсолютна индекс на рефракция на средата:
.
Относително рефракционния индекс на втората среда въз основа на първата е съотношението на скоростта на светлината, и в първата и втората среда:
,
къде и - абсолютните пречупване на първа и втора среда. Ако. втората среда се нарича оптично-плътен от първото.
Съотношението на Sines на ъгли на падане и пречупване е константа, равна на относителната пречупване между две среди:
.
Като се има предвид обекта през стъклото изглежда така, сякаш вдигна, както е показано на фигурата, която показва пътя на лъчите от точка А през стъклената пластина. Предполагаме, че окото е на нормалата на равнината на плочата, която преминава през точка А. AB е ъгъл лъч с нормалното. AB лъч на границата между две медии претърпява пречупване. Като се има предвид индекса на пречупване на въздуха, за да бъде единство. получаваме:
.
Наблюдател изглежда, че на пътя се разглежда не идва от една точка А от точка А ', доведена до височината на. равна на АА. От триъгълници ABC и A 'слънцето ще откриете, че
,
.
Като се има предвид, че ъглите са малки и могат да бъдат заменени от съотношението на допирателните на същото съотношение на Синиш на ъгли, т.е. получаваме израза:
.
По този начин, чрез измерване плоча дебелина D и височина, до която точките на изображението, разположена A. в съответствие с формула (1) могат да бъдат намерени рефракционния индекс на стъкло по отношение на въздуха.
Редът на изпълнение
Работете 9.2.1. Поставете източника на светлина, на масата, поставете екран с процеп в прозореца на устройството. Слотът трябва да бъде разположена вертикално.
2. Стъклото Полупатрон, поставете диска, така че центъра на Полупатрон съвпада с центъра на диска.
3. Съберете електрическа верига, като се свържат една крушка към източник на захранване DC чрез ключ.
4. Целта на лъча светлина, излизаща от слота в центъра на плоската страна на половин бутилка и да получите ярки, тънка ивица светлина върху диска (светлинен лъч) (виж фигурата).
5. Измерване на ъгли на пречупване при различни ъгли на падане на светлинния лъч върху semicylinder таблицата аспект. измервания, съхранява резултатите в таблица 2.
6. Според резултатите от преки измервания на ъгъла на падане # 945; и ъгъла на пречупване # 946; изчисляване на абсолютните стойности на показателя на пречупване на стъкло. , Съхраняване на резултатите от изчисленията в таблица 2.
като се вземе предвид факта, че # 8710, # 945 = # 8710; # 946 = пи / 360 радиани.
8. Изчислете абсолютна грешка на косвено измерване на индекса на пречупване на стъкло:
.
Запишете резултата от изчислението в таблица.
9. Запишете стойностите на коефициента на пречупване на стъкло и относителната грешка на измерването му:
.
10. Използване на оборудването в този опит, определяне на ъгъла на пълно вътрешно отражение в раздела за граница "въздух-стъкло". Равенство на оптичната система, за да го наблюдаваме.
Отговорете на въпросите:
1. Добави формула за изчисляване на скоростта на светлината във вещество с индекс на пречупване п.
2. Какво определя индекса на пречупване на материала?
3. Какво е общото отражение явлението светлина в интерфейса на двете медии?
1. Поставяне на втулка, която е на разположение в тръба микроскоп, набиране калибър.
2. Поставете върху етапа на микроскоп и стъклена пластина използване на индикатор за набиране, измерване на дебелината. Измерванията са извършени най-малко три пъти. измервания, съхранява резултатите в таблица 3.
3. Вземете ясно изображение на етикета, който се намира от страната на плоча с лице към обектива. Обърнете внимание на метър четене.
4. В рамките на обектива, поставете втория, чисто стъкло плоча (слага се на разследваните) и да получите ясно изображение на марката отново.
5. Обърнете внимание на метър четене. Височина на повдигане ще бъде равна на тръбата на микроскоп.
6. Повторете изследването най-малко три пъти за чаша различна дебелина.
7. Резултатите са посочени в таблица 3 и изчисляване на индекса на пречупване.