- •Описания лабораторных работ Учебной лаборатории физического эксперимента физического факультета сПбГу
- •Часть VII оптика
- •Волновая оптика
- •Введение по теме 71. Интерференция и дифракция света
- •Работа n 71.1. Кольца ньютона
- •Постановка задачи
- •Вопросы
- •Порядок работы
- •Формулы для расчета погрешности результатов эксперимента
- •Содержание отчета
- •Работа 71.2. Дифракционная решетка
- •Постановка экспериментальной задачи
- •Описание экспериментальной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Вычисление результата и погрешности
- •Содержание отчета
- •Вопросы
- •Введение по теме 72. Определение скорости ультразвука оптическими методами
- •Дифракция света на ультразвуковых волнах.
- •Работа 72.1. Ультразвуковой интерферометр
- •Постановка задачи
- •Описание экспериментальной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Описание экспериментальной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Вопросы
- •Введение по теме 73. Поляризация света
- •Работа n 73.1. Исследование вращения плоскости поляризации света
- •Постановка экспериментальной задачи
- •Задание 1. Определение концентрации сахара в водном растворе
- •Порядок выполнения задания
- •Задание 2. Исследование зависимости угла поворота плоскости поляризации от длины волны
- •Порядок выполнения задания
- •Содержание отчета
- •Вопросы
- •Работа n 73.2. Экспериментальная проверка закона малюса
- •Описание экспериментальной установки
- •Порядок работы
- •Содержание отчета
- •Вопросы
- •Квантовая оптика Введение по теме 74. Лазеры
- •Работа 74.1. Изучение фраунгоферовой дифракции монохроматического света на одной щели
- •Постановка экспериментальной задачи
- •Описание экспериментальной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Вычисление погрешности
- •Задание I. Определение длины волны лазерного излучения порядок выполнения задания
- •Вычисление погрешности длины волны лазерного излучения
- •Задание 2. Определение расходимости лазерного луча
- •Порядок выполнения задания
- •Содержание отчета
Описание экспериментальной установки
Установка состоит из ртутной лампы ПРК - 2 и спектрогониометра, на столике которого, устанавливают плоскую дифракционную решетку
Оптическая схема установки изображена на рис. 71.2.3: 1 источник света,2 щель, 3 коллиматор, 4 объектив коллиматора, 5 столик, 6 решетка, 7 объектив зрительной трубы, 8 зрительная труба, 9 окуляр зрительной трубы, 10 нониус. |
|
Рис. 71.2.4. |
Коллиматор 3 с входной щелью 2 служит для создания параллельного пучка света, зрительная труба 8 для наблюдения спектральных линий. На столике 5 устанавливается дифракционная решетка. Зрительная труба гониометра может поворачиваться вокруг вертикальной оси прибора, при этом угол поворота трубы отсчитывается с помощью лимба и нониуса.
Лимб круговая шкала в угловых градусах, нанесенная по окружности неподвижного столика гониометра. Два диаметрально противоположных нониуса (отсчет можно производить по любому) поворачиваются вместе со зрительной трубой.
Порядок выполнения работы
1. Проверить заполнение прибора светом. При этом в зрительную трубу должна быть резко видна ярко освещенная щель прибора. Записать положение зрительной трубы, при котором перекрестие окуляра совпадает с изображением щели.
2. На столик спектрогониометра установить дифракционную решетку так, чтобы на глаз ее плоскость была перпендикулярна падающему на нее лучу света.
3. Навести зрительную трубу, и измерить угловое положение линий трех цветов для первого, второго и третьего порядков дифракционных спектров по обе стороны от главного максимума нулевого порядка.
4. Измерения углового положения линий производить дважды - при прямом и обратном движении зрительной трубы.
6. Все измерения и вычисления представить в виде таблицы:
Порядок спектра, k |
Цвет линии |
Угловое положение линии |
лев пр |
1 + 2 2 |
(нм) |
|
лев |
пр |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сумма углов 1 + 2 равна разности отсчетов лев пр , где лев угловое положение линий слева от нулевой полосы, пр угловое положение линий справа от нулевой полосы.
7. Длины волн спектральных линий вычислить по формуле (71.2.7), где 1 и 2 углы, образованные спектральными линиями с главным максимумом нулевого порядка.
8. Вычислить спектральных линий каждого цвета.
Вычисление результата и погрешности
Длину волны каждой спектральной линии вычислить сначала отдельно для каждого порядка дифракции. Измерения углов дифракции для больших порядков имеют большую точность (меньшую относительную погрешность). При вычислении окончательного значения длины волны спектральной линии, значения длин волн, полученные для разных порядков берут с определенным коэффициентом «весом».
Подробнее методику расчета средневзвешенного значения результата и его погрешности в случае неравноточных измерений смотри в методических указаниях «Математическая обработка результатов эксперимента».
