Методические указания к лабораторной работе №104 “Определение длины световой волны с помощью бипризмы Френеля”

Для того, чтобы с помощью окулярного микрометра измерить расстояние между двумя точками на изображении объекта, надо взять разность отсчетов по шкале для этих двух точек. Перемещение перекрестья шкалы при этом должно происходить параллельно линии, размеры которой определяем. Точность определения линейных размеров с помощью окулярного микрометра равна цене наименьшего деления на лимбе микрометра, т.е. 0,01 мм.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ.

1.Включите осветитель (О) (рис. 5). перед входной щелью монохроматора. Установите с помощью барабана (5) цвет выходящего из монохроматора луча. Цвет луча задает преподаватель.

2.Получите в поле зрения окулярного микрометра (4) максимально отчетливую интерференционную картину - систему светлых и темных полос.

3.Сфокусировав окулярный микрометр на четкое видение перекрестья, измерьте расстояние между двумя минимумами, отстоящими друг от друга на возможно большее число полос (8 - 10). Наведите перекрестье на одну из темных полос и снимите по шкале микрометра отсчет N₁. Затем, пропустив n полос поставьте перекрестье на следующую за ним темную полосу и снимите отсчет N₂. Ширину интерференционной полосы определите по формуле:

b = (N₂ - N₁)/n . (20)

Эти измерения выполните не менее пяти раз и результаты занесите в таблицу 2.

4.Не меняя положения бипризмы и окулярного микрометра на оптической скамье, установите между бипризмой и окулярным микрометром собирающую линзу (3). Перемещением ее вдоль оптической скамьи, добейтесь, чтобы в поле зрения окулярного микрометра было видно два изображения щели (1). Измерьте не менее трех раз расстояние между этими изображениями, делая отсчеты N₃ и N₄ . Кроме того, зафиксировав положение линзы на оптической скамье, измерьте расстояние d между щелью (1) и оптическим центром линзы (3). Результат запишите в таблицу.

5.Убедитесь, что мнимые изображения щели (1) практически лежат в ее плоскости. Для этого достаточно убрать бипризму - в поле зрения окулярного микрометра должно появиться четкое изображение самой щели.

6.Используя формулу (15), определите длину волны .

7.Найдите относительную погрешность по формуле

_ = / = a’/a’+b/b+2d/d+F/F+2(d+F)/(d-F).

8.Найдите абсолютную погрешность  = _ и запишите окончательный результат в виде:

 = _ср  .

Таблица 2

№ п/п

N1

N2

N2 -N1

n

b

b

N3

N4

a’

a’

d

F

1

2

3

4

5

Средние значения

Длина световой волны  =

Относительная погрешность  =

Абсолютная погрешность  =

Окончательная запись результата  = 

Вопросы для допуска к работе.

1.Какова цель работы?

2.Какие величины входят в расчетную формулу для определения длины световой волны?

3.Как должна выглядеть интерференционная картина, наблюдаемая с помощью окулярного микрометра, если источником света является узкая щель монохроматора?

4.Как определить ширину интерференционной полосы?

5.Какую картину надо получить с помощью линзы?

6.Как определить расстояние между двумя мнимыми источниками, создаваемыми бипризмой Френеля?

7.Как определить расстояние от щели монохроматора до центра линзы?

Вопросы к защите работы.

1.Какое явление называется интерференцией?

2.В чем состоит принцип суперпозиции волн?

3.Почему условием интерференции является когерентность волн?

4.Каковы условия усиления и ослабления света при интерференции?

5.Способы получения когерентных источников.

6.Как определить расстояние между мнимыми когерентными источниками?

7.Как зависит ширина интерференционной полосы от цвета источника?

8.Как выглядит интерференционная картина, если источники излучают белый свет?

9.Как определить относительную погрешность?

10.Обсуждение результатов.

Методические указания к лабораторной работе по разделу физики “Оптика”. “Определение длины световой волны с помощью бипризмы Френеля”.

Авторы: к.ф-м.н. Глаголева Ольга Николаевна

к.ф-м.н. Родэ Сергей Витальевич

Лицензия ЛР №021296 от 18.06.1998

Подписано к печати.................. № заказа............

Формат 60 х 88 1/16 МГУДТ, 113806

Бумага....................... ул. Садовническая, 33

Печать офсетная Типография МГУДТ, 113806

Объем в усл. печ. л. ................ ул. Садовническая, 33

Тираж..300 экз.