- •Федеральное агентство по образованию
- •Тема 3-1. Геометрическая оптика
- •Лабораторная работа № 3-11 определение параметров линзы и градана
- •Лабораторная работа № 3-12 определение концентрации водных растворов, с помощью измерения их показателя преломления
- •Тема 3-2. Интерференция
- •Лабораторная работа № 3-21 определение длины световой волны
- •Содержание
- •Тема 3-1. Геометрическая оптика........……………………….................3
- •Тема 3 –2. Интерференция.....................................………...............…..18
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ
--------------------------------------------------------------------------------
Кафедра физики
ОПТИКА
Методические указания
к лабораторным работам № 3 – 11, 2 – 12, 3 – 21
Санкт-Петербург
2009
УДК 676.0I2.52
ОПТИКА: методические указания к лабораторным работам № 3—11, 3—12, 3–21/сост. В.М.Максимов, С.А.Поржецкий, А.В.Федоров: Под общ. ред. доц. В.М.Максимова, проф. П.М.Валова/ ГОУВПО СПб ГТУРП. СПб., 2008. 30 с.
Методические указания содержат описание трёх лабораторных работ по оптике. Предназначены для студентов всех специальностей дневной, вечерней и заочной форм обучения.
Рецензент: канд. физ.-мат. наук, доц. кафедры физики ГОУВПО СПб ГТУРП А.А. Абрамович
Подготовлены и рекомендованы к печати кафедрой физики ГОУВПО Санкт-Петербургского государственного технологического университета растительных полимеров (протокол № от 2008 года).
Утверждены к изданию методической комиссией факультета ПЭ ГОУВПО СПб ГТУРП (протокол № от 2008 года).
Редактор Н.П.Новикова
Техн. редактор Л.Я.Титова
Подп. к печати 24.03.07. Формат 60x84/16 Бумага тип. № 1. Печать офсетная. Объем 2,0 печ. л., 2,0 уч.-изд. л. Тираж 300. Изд. № 158. Цена "С" . Заказ
Ризограф ГОУВПО Санкт-Петербургского государственного технологического университета растительных полимеров, 198095, Санкт-Петербург, ул.Ивана Черных, 4.
© ГОУВПО Санкт-Петербургский государственный технологический университет растительных полимеров, 2008
При подготовке к лабораторной работе следует сначала вниматель- но прочитать теоретическое введение в данную тему, а затем саму ра- боту. В протоколе следует привести содержание работы, в котором кратко излагается суть изучаемых явлений, определения и основные свойства изучаемых физических величин, формулировки используемых законов. В протоколе должна быть приведена оптическая схема установки (с ходом лучей) и краткое пояснение к ней.
ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ
Результаты всех измерений заносятся в таблицы, которые даны в описании лабораторных работ.
Вычисление результата и погрешности прямых измерений
После того как результаты измерений занесены в таблицу, приступают к расчётам, которые производят в следующем порядке:
а). Вычисляется результат многократного измерения, за который принимается среднее арифметическое результатов отдельных измерений:
б). Вычисляются погрешности отдельных измерений
в). Вычисляются (Δxi)2 и затем квадрат средней квадратичной погрешности x;
г). Вычисляется стандартная случайная ошибка
В нашей лаборатории всегда указывается стандартная случайная ошибка измерения, которой соответствует доверительная вероятность 68%;
д). Вычисляется систематическая ошибка.
В большинстве случаев стандартная систематическая ошибка может быть принята равной цене наименьшего деления используемого прибора;
е). Вычисляется полная погрешность
Все результаты расчётов заносятся в таблицу для записей многократных измерений;
ж). Заполняется таблица однократных измерений, куда также записываются все необходимые для дальнейших расчётов табличные величины, значения эталонов с их погрешностями.
Для однократных измерений полная погрешность равна систематической погрешности измерения.
Запись абсолютной погрешности должна содержать не более одной значащей цифры.
Вычисление погрешности косвенных измерений
Пусть величина x является функцией результата прямых измерений
x=f(u,v)
Вычисление абсолютной погрешности.
Вычисление абсолютной погрешности производится в следующем порядке:
а). Вычисляют вклады в абсолютную погрешность Δx, которые дают величины u, v. Их находят как частные дифференциалы функции Х по u, v:
б). Вычисляют общую абсолютную погрешность косвенного измерения:
в). Вычисляют относительную погрешность результата:
Вычисление относительной погрешности косвенного измерения.
Вычисление относительной погрешности производится в следующем порядке:
а). Логарифмируют функцию; x=f(u,v)
б). Находят частные вклады прямых измерений в относительную погрешность, как частные дифференциалы от lnX по U, V, W:
в). Вычисляют общую относительную погрешность косвенного измерения:
г). Вычисляют абсолютную погрешность результата Δx=x·δx .
Если выражение представляет собой многочлен, следует вычислять абсолютную погрешность. Если выражение представляет собой одночлен, то следует вычислять относительную погрешность..
Расчёты погрешностей достаточно производить с точностью до 10%. Так, если вклад одной из погрешностей на порядок меньше других, его можно не учитывать.
Округление и запись окончательного результата
и погрешности
Первой всегда округляется погрешность. Она округляется до первой значащей цифры. Затем округляется результат до того разряда, в котором находится единственная значащая цифра погрешности.
Окончательный результат записывается в виде:
а = результат ± погрешность.
Пример: измерены величины: m=0,02387 кг и λ =635,7 нм. Их погрешности Δm =0,00067 и Δλ=15,6 нм.
Округляем погрешности: Δm=0,0007 кг и Δλ =20нм.
Округляем и записываем результаты измерений:
m = (0,239 ± 0,0007) кг
λ = (640 ± 20) нм.