- •Практикум по оптике и атомной физике
- •Содержание
- •9. Приложение. Изучение нониусов……………………………………...…57 работа 1 определение постоянной в законе стефана-больцмана при помощи оптического пирометра.
- •Краткая теория.
- •Экспериментальная часть. Описание установки и оптического пирометра
- •Выполнение работы
- •Контрольные вопросы
- •Работа № 2 изучение внешнего фотоэффекта
- •Краткая теория
- •Описание установки.
- •Выполнение работы
- •2. Вычисление работы выхода электронов.
- •Краткая теория
- •2. Оптическая активность.
- •Определение удельного вращения кварца с помощью поляриметра
- •Устройство и принцип работы поляриметра
- •Выполнение работы
- •Контрольные вопросы
- •Работа № 4(6) определение показателей преломления жидкостей с помощью рефрактометра
- •Краткая теория
- •Учитывая (1), закон преломления можно записать в виде
- •Принцип действия рефрактометров
- •Определение показателей преломления жидкостей с помощью рефрактометра рду
- •В ыполнение работы
- •С помощью колец ньютона
- •В местах встречи волн колебания среды, вызванные каждой из волн, складываются друг с другом (можно сказать: волны складываются)
- •Интерференцией света
- •Интерференция света, отраженного от прозрачных пленок
- •Кольца Ньютона
- •Подставляя значение d в уравнение (11),получим:
- •Выполнение работы
- •Контрольные вопросы
- •Работа № 6(9) определение длины световой волны при помощи дифракционной решетки
- •Краткая теория
- •Выполнение работы
- •Контрольные вопросы
- •Работа № 7 (10) изучение работы mohoxpомаtopa и его градуировка
- •Устройстве монохроматора
- •Градуировка монохроматора
- •Выполнение работы
- •Контрольные вопросы
- •Приложение. Изучение нониусов
- •Круговой нониус
В ыполнение работы
Поверните рукой от себя корпус прибора до положения, чтобы гипотенузные грани призм установились горизонтально. Откройте замок, прижимающий камеры с призмами, и откиньте камеру с осветительной призмой. Протрите сухой салфеткой или фильтровальной бумагой обе стеклянные грани призм.
На матовую грань осветительной призмы при помощи стеклянной палочки нанесите одну-две капли дистиллированной воды. Затем опустите осветительную призму и прижмите призмы друг к другу рукояткой замка. При этом между гранями призм образуется тонкий, равномерный по толщине слой жидкости.
Установите корпус прибора в прежнее положение, удобное для наблюдения. Поворотом зеркала добейтесь наилучшей освещенности поля зрения и установите окуляр 6 на отчетливую видимость перекрестия.
Медленно вращайте маховичок 3 до тех пор, пока в поле зрения не попадет граница светотени. А вращая маховичок компенсатора 10, добейтесь устранения дисперсионной окраски границы светотени.
Точно установите перекрестие на границу светлого и темного полей и произведите отсчет по левой шкале, пользуясь для наведения на резкость окуляром 8. Данный рефрактометр позволяет определять показатели преломления с точностью до второго знака после запятой, третий знак оценивается на глаз. Если рефрактометр исправен и установлен правильно, то для дистиллированной воды должно получиться значение n=1,333 ( при 20оС).
Откиньте осветительную призму и промокните фильтровальной бумагой или салфеткой грани призмы. Нанесите стеклянной палочкой одну - две капли раствора жидкости с наименьшей концентрацией NaCl, сомкните призмы и снимите отсчет по шкале показателей преломления. Эту операцию выполните для всех предлагаемых растворов. После выполнения каждого измерения необходимо очищать поверхность призм от следов нанесенного раствора с помощью нескольких капель дистиллированной воды и мягкой салфетки или фильтровальной бумаги.
7. По полученным данным постройте график зависимости показателя преломления n от концентрации NaCl и по этому графику определите величину неизвестной концентрации раствора.
Контрольные вопросы
В чем состоит явление полного отражения?
Сформулируйте законы геометрической оптики и объясните их с точки зрения волновой теории.
Что называется абсолютным и относительным показателями преломления вещества?
Объясните, на каком физическом явлении основан принцип действия рефрактометра?
РАБОТА № 5(7)
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЛИНЫ СВЕТОВОЙ ВОЛНЫ
С помощью колец ньютона
Приборы и принадлежности: плоскопараллельная стеклянная пластинка и плосковыпуклая линза в оправе, микроскоп с осветителем отраженного света, окулярный микрометр, набор светофильтров.
Уравнение волны
График волны (рис.1) внешне похож на график гармонического колебания, но по существу они различны. График колебания представляет зависимость смещения частицы от времени, график волны – смещения всех частиц среды относительно положения равновесия в зависимости от ее расстояния до источника колебаний в данный момент времени. Он является как бы моментальной фотографией волны.
Рассмотрим некоторую частицу С, находящуюся на расстоянии у от источника колебаний (частицы О). Очевидно, что если частица О колеблется уже t секунд, то частица С колеблется еще только (t-τ) секунд, где τ – время распространения колебаний от 0 до С, т.е. время, за которое волна переместилась на определенное расстояние у. Тогда уравнение колебания частицы С следует написать так:
Но где v – скорость распространения волны. Тогда
(1)
Соотношение (1), позволяющее определить смещение (отклонение) любой точки среды от положения равновесия в любой момент времени, называется уравнением волны. Вводя в рассмотрение длину волны λ как расстояние между двумя ближайшими точками волны, находящимися в одинаковой фазе, например, между двумя соседними гребнями волны, можно придать уравнению волны другой вид. Очевидно, что длина волны равна расстоянию, на которое распространяется колебание за период Т со скоростью v:
(2)
где ν – частота волны.
Тогда, подставляя в уравнение (1) и учитывая, что , получим другие формы уравнения волны:
или . (3)
Интерференция волн
Если в среде несколько источников колебаний, то исходящие от них волны распространяются независимо друг от друга и после взаимного пересечения расходятся, не имея никаких следов происшедшей встречи. Это положение называется принципом суперпозиции. Его иллюстрацией может служить распространение водяных волн, вызванных двумя брошенными на поверхность воды камнями (рис.2).