Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни " фізика " "дослідження дисперсії світла у склі за допомогою гоніометра"

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ КРЕМЕНЧУЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ МИХАЙЛА ОСТРОГРАДСЬКОГО МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ЩОДО ВИКОНАННЯ ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ З НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ “ФІЗИКА” “ДОСЛІДЖЕННЯ ДИСПЕРСІЇ СВІТЛА У СКЛІ ЗА ДОПОМОГОЮ ГОНІОМЕТРА” (РОЗДІЛ “ХВИЛЬОВА ОПТИКА”) ДЛЯ СТУДЕНТІВ ТЕХНІЧНИХ СПЕЦІАЛЬНОСТЕЙ ДЕННОЇ ТА ЗАОЧНОЇ ФОРМ НАВЧАННЯ КРЕМНЧУК 2011 Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни “Фізика” “Дослідження дисперсії світла у склі за допомогою гоніометра” (розділ “Хвильова оптика”) для студентів технічних спеціальностей денної та заочної форм навчання. Укладач: асистент Журав В.В. Рецензент: Кафедра фізики Затверджено методичною радою КНУ імені Михайла Остроградського Протокол №____ від «____» ____________ 2011р. Заступник голови методичної ради ______________ доц. С.А. Сергієнко Лабораторна робота 3-7 ^ ДОСЛІДЖЕННЯ ДИСПЕРСІЇ СВІТЛА У СКЛІ ЗА ДОПОМОГОЮ ГОНІОМЕТРА Тема роботи: Дисперсія й поглинання світла. Мета роботи: Вивчення дисперсії світла, визначення показників заломлення за допомогою гоніометра, дослідження залежності показника заломлення від довжини світлової хвилі. Технічне обладнання Гоніометр Г5, скляна призма, ртутна лампа ПРК-4 із джерелом живлення. Загальні вказівки Загальні вказівки по вивченню дисперсії світла викладені в лабораторній роботі 3-6. До викладеного вище додамо, що для областей нормальної дисперсії dn/dλ < 0 , тобто при збільшенні довжини світлової хвилі показник заломлення речовини меншає. На практиці заломлююче середовище часто характеризують відносною дисперсією , де nF, nC, nD, – показники заломлення середовища для синьої (λ = 486,1 нм) і червоної (λ = 656,3 нм) ліній спектра водню й середини жовтого дублета натрію D (λ = 589,3 нм). У довідковій літературі показники заломлення різних середовищ характеризують зазвичай їх значеннями для жовтої лінії D натрію. Метод вимірювання Дисперсія світла в склі досліджується методом заломлення світла в призмі. Проходження через призму складного за спектральним значенням світла показане на рис. 19, проходження через призму монохроматичного світла, – на рис. 23. Кут Δ між заломлюючими гранями призми називають заломлюючим кутом; кут ψ між напрямком променя до проходження його через призму й після проходження – кутом відхилення. З рис. 23 слідує , , . Кут відхилення променів призмою . Кут найменшого відхиленні спостерігається при симетричному проходженні променя через призму, тобто у випадку, коли . Для мінімуму відхилення , , звідси, показник заломлення . (26) Рівність (26) дозволяє визначити показник заломлення за виміряним кутом найменшого відхилення й заломлюючим кутом. При падінні на призму складного за спектральним складом світла кути ψ матимуть різні значення для хвиль різних довжин. У досліджуваних призмах кути Δ задані: Δ = 60° або Δ = 30°, кути ψ вимірюють за допомогою гоніометра Г5. Елементи гоніометра показані на рис. 7. Призму встановлюють на столик 4, відхиляючи від осі коліматора 5 зорову трубу 2 гоніометра, спостерігають спектр ртуті й вимірюють кути відхилення ψ. Вимірювання кутів гоніометра з точністю до 0,5״ описано в поясненні до рис. 9. Для даної роботи настільки висока точність виміру кутів не потрібна. Кути відхилення ψ можна виміряти з точністю до 10' за допомогою верхньої частини лімба й вертикального індексу (рис. 24 і 25). Інтервал між двома сусідніми оцифрованими штрихами верхньої частини лімба розділений штрихами на три рівні частини, кожна з яких становить 20'. Відстань між сусідніми штрихами можна подумки розділити на дві рівні частини по 10' кожна. Відлік кута здійснюється по вертикальному індексу. Кути, вимірювання яких показано на рис. 24 і 25, становлять відповідно ψ1 = 61º20׳ і ψ2 = 182º30׳ У лабораторній роботі визначають показники заломлення для ліній спектра ртуті. Червона слабка одиночна, остання ліворуч λ = 691 нм Червона ліва із групи трьох червоних λ = 624 нм Жовта яскрава, ліва із дублета λ = 579 нм Зелена яскрава одиночна λ = 546 нм Світло-блакитна яскрава одиночна λ = 492 нм Синя яскрава, ліва із групи ліній λ = 436 нм Фіолетова, остання праворуч λ = 434 нм Точність, з якою задані кути Δ, на порядок менша, ніж похибка вимірювання кутів ψ, і тому відносна похибка визначення показника заломлення , (27) де Δψ = 2,5' = 7,27·10-4 радіан. Для побудови графіка залежності n = f(λ) рекомендовані масштаби: по осі λ 10 нм на 10 мм аркуша, по осі n 02 на 10 мм аркуша. Виконання роботи Ознайомитися з елементами гоніометра за рис. 7 і самим приладом. Вивчити відлік кутів за рис. 24 і 25. Включити тумблер гоніометра і, спостерігаючи у відліковий мікроскоп 1, вивчити шкалу верхньої частини лімба приладу. Зняти зі столика 4 призму. Установити ртутну лампу на відстані 2-3 см від коліматорної щілини й ввімкнути в мережу джерело живлення лампи. Сумістити поздовжні осі коліматора 5 і зорової труби 2 і спостерігати в зорову трубу 2 зображення вхідної щілини коліматора. Якщо зображення недостатньо чітке, сфокусувати його маховичком 3. Звести вертикальну візирну лінію окуляра із зображенням вхідної щілини коліматора. Спостерігаючи у відліковий мікроскоп 1, зробити відлік кута φ0 - початку відліку кутів найменшого відхилення. Повернути зорову трубу гоніометра на кут близько 30° вправо. Установити на столику 4 призму таким чином,щоб бісектриса її заломлюючого кута збіглася з бісектрисою меншого кута між осями зорової труби й коліматора, а основа призми перебувала всередині цього кута (рис. 26). Повертаючи зорову трубу, добитися потрапляння в поле зору труби призматичного спектра ртуті, що складається з окремих ліній. Вивести зорову трубу на першу червону лінію спектра з довжиною хвилі λ1. Кут повороту труби повинен відповідати куту відхилення. Щоб знайти найменше значення кута відхилення, повільно обертати столик із призмою так, щоб зображення щілини зміщувалося вліво. Зорову трубу обертати за зображенням лінії, не випускаючи її з поля зору. Продовжувати обертання столика із призмою доти, доки зображення лінії спектра не стане зміщуватися вправо. Це положення відповідає найменшому куту відхилення. Сумістити лінію спектра з вертикальною візирною лінією зорової труби й зробити відлік кута φ по верхній частині лімба. Кут найменшого відхилення . Описаним способом визначити кути найменшого відхилення для всіх перелічених довжин хвиль спектра ртуті. Виконати розрахунок показників заломлення для всіх довжин хвиль за формулою (26). Визначити відносну й абсолютну похибки вимірювання показника заломлення (27) для однієї із червоних ліній спектра ртуті. Побудувати графік залежності n = f(λ). Результати вимірювань і розрахунків занести до табл. 9. Таблиця 9 φ0, 1º1׳ λ, нм φ, 1º1׳ ψ,1º1׳ n Δn E, % Зміст звіту: назва й номер лабораторної роботи, розрахункові формули, таблиця результатів роботи, графік залежності n = f(λ). Контрольні питання ті ж, що й до лабораторної роботи 2-16. Література: [1, т. 3, § 7.1-7.3; 2, т. 2, § 142-145; 4, с. 419]. ^ СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ Детлаф А.А. и др. Курс физики. - М.: Высш.шк., 1972, - Т.3. Савельев И.В. Курс общей физики. - М.: Наука, 1972. - Т.2. Физический энциклопедический словарь. - М.: Сов.энцикло­педия, 1983. Зайдель А.Н. и др. Таблицы спектральных линий. - М.: Наука, 1962. Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни “Фізика” “Дослідження дисперсії світла у склі за допомогою гоніометра” (розділ “Хвильова оптика”) для студентів технічних спеціальностей денної та заочної форм навчання. Укладач: асистент Журав В.В. Відповідальний за випуск зав. кафедри фізики О.І.Єлізаров Підп. до др._____________. Формат 60×84 1/16. Папір тип. Друк ризографія. Ум. друк. арк. _________. Наклад________прим. Зам. №_____. Безкоштовно. Видавничий відділ Кременчуцького національного університету імені Михайла Остроградського вул. Першотравнева, 20, м. Кременчук, 39600

Схожі:

	Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни " фізика " " дослідження дифракції світла на вузькій щілині " Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни “Фізика” “Дослідження дифракції світла на вузькій щілині”...		Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни " фізика " "визначення кута повороту площини поляризації світла" Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни “Фізика” “Визначення кута повороту площини поляризації...
	Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни " фізика " "дослідження електростатичних полів методом зонда" Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни “Фізика” “Дослідження електростатичних полів методом...		Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни " фізика " " визначення роботи виходу електрона" Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни “Фізика” “Визначення роботи виходу електрона” ( розділ...
	Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни " фізика " "вивчення магнітних властивостей феромагнетиків" Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни “Фізика” “Вивчення магнітних властивостей феромагнетиків”...		Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни " фізика " "вивчення електричних властивостей сегнетоелектриків" Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни “Фізика” “Вивчення електричних властивостей сегнетоелектриків...
	Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни " фізика " "визначення ємності конденсатора мостовою схемою" Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни “Фізика “ “Визначення ємності конденсатора мостовою...		Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни " фізика " "визначення показника заломлення рідини рефрактометром" Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни “Фізика” “Визначення показника заломлення рідини рефрактометром”...
	Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни " фізика " "визначення радіуса кривини лінзи за кільцями ньютона" Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни “Фізика” “Визначення радіуса кривини лінзи за кільцями...		Роботи Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни “Фізика” “Перевірка закону Малюса й визначення ступеня...