- •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
Выполнение работы
Перепишем условие образования максимумов (6)
. (7)
Видно, что синусы углов в спектре данного порядка прямо пропорциональны длинам волн. Таким образом, длина волны монохроматического света может быть определена с помощью дифракционной решетки.
Дифракционная решетка представляет собой стеклянную пластинку, на которой остро отточенным алмазным острием нанесен ряд параллельных штрихов с промежутками между ними. Лучшие дифракционные решетки имеют число штрихов М до 2000 на 1 мм, что соответствует периоду d = 1/m = 0,0005 мм = 0,5 мкм. Через промежутки между штрихами свет проходит, сами же штрихи, т.е. места, где стекло повреждено, являются непрозрачными для световых лучей.
Для определения длины волн монохроматического света используются гониометры - приборы, с помощью которых можно измерять угловые величины. Схема гониометра с дифракционной решеткой приведена на рис.4
Гониометр состоит из массивного диска М, на краю которого нанесены деления в градусах. В центре диска имеется столик, на котором устанавливается дифракционная решетка Д. Одна из труб К называется коллиматором. Ее назначение - создать узкий параллельный пучок света. С одной стороны коллиматор имеет щель, ширину которой можно регулировать. Вторая труба T представляет зрительную трубу с крестом нитей. Эта труба, соединенная с круговыми нониусами N1 и N2 , может вращаться вокруг оси диска. Сначала зрительная труба устанавливается так, чтобы в ней было видно совмещенное с крестом нитей изображение щели. Затем на столик гониометра помещают дифракционною решетку перпендикулярно к пучку световых лучей, идущему через коллиматор. При этом в зрительной трубе на месте изображения щели будет виден дифракционный максимум нулевого порядка.
По одному из нониусов определяют положение нулевого максимума . Поворачивая зрительную трубу, например, вправо, находят дифракционный максимум первого порядка и показание гониометра заносят в табл.1. Угол поворота 1 находится как разность показаний гониометра в двух положениях - нулевого и первого (по абсолютной величине). Такой же дифракционный максимум обнаруживаем и при повороте зрительной трубы влево на угол 2, который вычисляется аналогично углу 1. Следует отметить, что ввиду погрешности измерений углы 1, и 2 могут отличаться на некоторую малую величину, поэтому расчет ведется по среднему значению угла.
Аналогичные измерения проводят для второго и третьего максимумов и по формуле (7) определяют длину световой волны . Определение длин световых волн производят для разных светофильтров. В данной лабораторной работе используются дифракционные решетки с периодом d =(1:50) мм или d =(1:100) мм. Результаты всех измерений для каждого светофильтра заносят в отдельную таблицу.
Светофильтр красный ср= |
||||||||
Порядок спектра |
Показания гониометра в градусах |
1 |
2 |
|
sin |
, мм |
||
0 |
Отсчёт вправо |
Отсчёт влево |
||||||
0 |
|
|
||||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
По трем значениям длин волн, соответствующим трем дифракционным максимумам, определяют среднее значение длины световой волны ср.