- •Сборник лабораторных работ по физике
- •Лисицын с.Г. Оконников е.Г. Синяпкина г.И. Предисловие
- •Методические указания
- •Содержание
- •Волновые процессы плоские волны
- •Волновое уравнение
- •Монохроматические волны
- •Стоячие волны
- •Описание установки для изучения волновых процессов
- •Приборы Генератор низкой частоты
- •Технические характеристики
- •Осциллограф
- •Работа № 1 волны на поверхности жидкости
- •Скорость поверхностных волн
- •Описание модуля
- •Порядок измерений.
- •Контрольные вопросы
- •Работа № 2 стоячие волны в струне
- •Введение
- •Описание модуля «Колебания струны»
- •Порядок измерений
- •О писание модуля
- •Измерение скорости волны фазовым методом
- •Зависимость амплитуды от расстояния
- •Стоячие волны
- •Усиление звука
- •Резонансы в закрытой трубе
- •Резонансы в трубе с одним закрытым концом
- •Контрольные вопросы
- •Работа № 5 стоячие волны в стержнях
- •Введение
- •Описание модуля «Стержни»
- •Порядок измерений
- •Контрольные вопросы
- •Работа № 6 ультразвуковые волны в жидкости
- •Описание модуля «Ультразвук»
- •Ультразвуковой генератор
- •Ультразвуковые волны в жидкости
- •Стоячие волны
- •Дифракция света на ультразвуке
- •Контрольные вопросы
- •Изучение интерференции интенсивность волны
- •Интерференция монохроматических волн
- •Когерентность света
- •Временная когерентность
- •Пространственная когерентность
- •Работа № 7 определение длины световой волны с помощью бипризмы френеля
- •Введение
- •Описание установки
- •Порядок выполнения работы Задание 1. Определение ширины интерференционной полосы
- •Задание 2. Определение расстояния между мнимыми источниками
- •Задание 3. Определение длины световой волны
- •Задание 4. Определение радиуса когерентности
- •Контрольные вопросы
- •Работа № 8 определение длины световой волны с помощью колец ньютона
- •Введение
- •Описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Работа № 9 определение чистоты хорошо обработанных поверхностей интерферометром линника
- •Введение
- •Порядок выполнения работы Задание 1 Определение глубины канавки на глаз.
- •Задание 2 Определение чистоты обработки поверхности
- •Контрольные вопросы
- •Работа №10 определение концентрации слабых растворов интерференционным методом
- •Введение
- •Оптическая схема прибора
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Приложение показатель преломления слабых растворов
- •Описание установки и порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Изучение дифракции света принцип гюйгенса — френеля Зоны Френеля
- •Зоны Шустера и спираль Корню
- •Дифракция на краю полуплоскости
- •Дифракция Фраунгофера на щели.
- •Работа № 12 изучение дифракции френеля
- •Дифракция френеля
- •Измерения.
- •Контрольные вопросы.
- •Работа № 13 изучение дифракции фраунгофера
- •Условия наблюдения дифракции фраунгофера
- •И змерения
- •Контрольные вопросы.
- •Работа №14 дифракционный метод определения размера частиц
- •Введение
- •Измерения
- •Лазер зажигается лаборантом или преподавателем!
- •Контрольные вопросы.
- •Работа № 15 исследование спектра дифракционной решетки
- •Введение
- •Измерения
- •Контрольные вопросы.
- •Работа №16 измерение угла брюстера
- •Введение
- •Описание прибора и метода измерения
- •Порядок выполнения работы
- •Введение
- •Контрольные вопросы
- •Работа № 17 определение концентрации сахара в растворе по углу поворота плоскости поляризации
- •Описание метода и прибора
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Работа № 18 определение показателя преломления и средней дисперсии с помощью дисперсионного рефрактометра
- •Введение
- •Принцип действия и описание прибора
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Работа № 19 измерение светопропускаемости прозрачных тел с помощью фотометра
- •Введение
- •Описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
Порядок выполнения работы Задание 1 Определение глубины канавки на глаз.
Установите образец на предметном столике 15 исследуемой поверхностью вниз, передвинув пластинку 22, установите зеленый светофильтр и включите в сеть лампочку накаливания осветителя через понижающий трансформатор.
Поворотом рукоятки 23 установите её так, чтобы указатель (стрелка) расположился вертикально. При это шторка включена и микроинтерферометр работает как микроскоп: в окуляре видна поверхность образца без интерференционных полос.
Микрометрическим винтом 29 сфокусируйте микроскоп на исследуемую поверхность.
Поверните рукоятку 23 так, чтобы указатель был расположен горизонтально, при этом выключается шторка и в окуляре должна наблюдаться интерференционная картина.
В результате правильной настройки микроинтерферометра в поле зрения видны одновременно испытуемая поверхность и интерференционные полосы, изогнутые в местах, где проходят канавки от обработки или царапины. Причем интерференционные полосы должны быть ориентированны перпендикулярно к направлению канавки (царапины), выбранной для измерения.
Для определения глубины канавки определите на глаз, на какую долю интервала между полосами, или на сколько интервалов изгибается полоса в месте похождения канавки (Рис. 2в). Вычисление глубины канавки производится по формуле (1). Длина волны , пропускаемая зеленым светофильтром, равна 0,528 мкм.
Задание 2 Определение чистоты обработки поверхности
Для определения чистоты обработки поверхности необходимо точно измерить величины a и b, входящие в формулу (1). Это измерение производится с помощью винтового окулярного микрометра 18, укрепленного на тубусе микроинтерферометра. Необходимо, чтобы одна из нитей перекрестия совпадала с направлением интерференционных полос, а другая с направлением канавки (царапины) на исследуемой поверхности (Рис. 5). Это достигается поворотом винтового окулярного микрометра18 вокруг оси. Канавку, выбранную для измерения, можно привести в центр поля с помощью винтов 16 и поворотом предметного столика, который стопорится винтом 17.
О
тсчет
величин a и b
производится по шкале окулярного
микрометра. При этом одна из нитей
перекрестия совмещается с серединой
интерференционной полосы и делается
отсчет N1. Затем эта нить перекрестия
совмещается с серединой следующей
интерференционной полосы и берется
отсчет N2 (Рис. 5). По разности
отсчетов определяется расстояние между
полосами:
(2).
Для измерения величины изгиба интерференционной полосы снова производитcя отсчет N1, затем перекрестия совмещаются с серединой этой же полосы в месте изгиба и получается отсчет
.
Величина изгиба будет:
b=N1–N1* (3).
При подстановке в (1) измеренных величин a и b, в соответствии с (2) и (3), получим глубину канавки:
(4).
С помощью микрометрического винта 16 исследуемая поверхность перемещается перпендикулярно канавкам обработки и через равные промежутки производится определение 10 высот микронеровностей – глубин канавок – с помощью окулярного микрометра. Результаты измерений заносятся в Таблицу 1.
Таблица 1
№ пп. |
N1 |
N2 |
|
N1-N2 |
N1- |
hi |
1. 2. … |
|
|
|
|
|
|
По формуле 4 вычисляется глубина каждой неровности hi.
Затем вычисляется среднеарифметическое значение неровностей:
и по таблице 2 определяется класс чистоты обработки поверхности.
Таблица 2
Класс чистоты |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
|
0,5 – 0,8 |
0,25 – 0,5 |
0,12 – 0,25 |
0,06 – 0,12 |
До 0,06 |
