оптика / Лабы / лаб.142

Министерство образования Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова

(технический университет)

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №14₂

Физика

По дисциплине: __________________________________________________________

Изучение преломления света призмой.

Название работы:

ТПП-02-1

Пешков В.А.

Автор: студент гр. _____ ____________________ /_____­__________/

^{(подпись) (Ф.И.О.)}

ОЦЕНКА: _____________

Дата: ___________________

ПРОВЕРИЛ:

ЕгоровС.В.

/________________/

^{(подпись) (Ф.И.О.)}

Санкт-Петербург

2003 год

Цель работы: Измерение показателя преломления стекла для лучей нескольких длин волн и построение графика зависимости показателя преломления от длины волны.

.Определение преломляющего угла призмы.

1. Поворачиваем столик так, чтобы призма была обращена преломляющим ребром В в сторону коллиматора (рис. 1).

Рис. 1

2. Зрительную трубу поворачиваем так, чтобы в нее прошел свет, отраженный от одной из граней призмы; совмещаем нить окуляра с серединой изображения щели (щель должна быть достаточно узкой) и определяем угол поворота Х₁ зрительной трубы по отсчетному устройству.

3. Оставив неподвижным столик с призмой, поворачиваем зрительную трубу так, чтобы в нее прошел свет, отраженный от другой грани призмы; наводим нить зрительной трубы на середину изображения щели и отсчитываем Х₂ . Находим разность полученных отсчетов Х. На рис. 6 видно, что Х равна удвоенному преломляющему углу призмы: из четырехугольника КВМО следует

360 - Х + 2b + 2 = 360

отсюда

4. Преломляющий угол призмы  определяем трижды, результаты измерений записываем в табл. 1.

Таблица 1.

Номер измерения	Отсчет слева	Отсчет справа
1 2 3	294˚17’19” 294˚17’20” 294˚17’18”	186˚17’31” 186˚18’51” 186˚17’41”	107˚59’48” 107˚58’29” 107˚59’37”	53˚59’58” 53˚59’15” 53˚59’48”

Б.Определение угла наименьшего отклонения.

Так как показатель преломления стекла зависит от длины волны света, лучи света разных длин волн преломляются призмой под разными углами, образуя ряд окрашенных изображений щели (спектральные линии). В работе определяем показатель преломления для желтой, зеленой и фиолетовой линий ртути. Поэтому и угол наименьшего отклонения должен быть определен для этих трех линий.

1. Поворачиваем столик с призмой так, чтобы лучи света, выходящие из коллиматора, падали на грань призмы АВ под некоторым углом (рис. 2, сплошная линия).

Рис. 2

2. Поворачиваем зрительную трубу, чтобы в окуляре была четко видна желтая линия.

3. Медленно вращаем столик с призмой так, чтобы лини приближались к продолжению оси коллиматора; следим за положением линии в окуляр, не выпуская ее из поля зрения. При вращении столика с призмой должен наступить такой момент, когда линия остановиться и затем начнет двигаться в противоположном направлении (от оси коллиматора) при повороте столика в любом направлении. Этот момент остановки линии соответствует положению наименьшего отклонения луча призмой; добившись положения наименьшего отклонения, совмещаем нить окуляра зрительной трубы с серединой спектральной линии. Затем, слегка поворачивая столик с призмой в обоих направлениях, проверяем правильность установки и, если это необходимо, корректируем ее, после чего отсчитываем поворот зрительной трубы по микроскопу. Аналогично получаем отсчеты углов наименьшего отклонения для зеленой и фиолетовой линий.

4. Поворачиваем далее столик с призмой так, чтобы лучи света из коллиматора попадали на грань призмы ВС и преломленные лучи отклонялись в противоположном направлении от оси коллиматора (рис. 7, пунктирная линия). Повторяем все операции, описанные в п. п. 2 и 3.

Результаты измерений заносим в таблицу 2.

Таблица 2.

Спектральная линия	Отсчет положения зрительной трубы при падении света на грань призмы		Удвоенный угол наименьшего отклонения 2	
	АВ	ВС
Желтая	191˚28’02”	286˚10’45”	94˚42’43”	47˚21’21”
Зеленая	190˚13’05”	286˚40’55”	96˚27’50”	48˚13’55”
Фиолетовая	188˚58’57”	287˚10’03”	98˚11’06”	49˚05’33”

.Определение показателя преломления.

1. Вычисляем показатель преломления стекла, из которого изготовлена призма, по формуле (1) для всех длин волн. Вычисления удобно производить в порядке, определяемом табл. 3. Показатель преломления определяем до четвертого знака после запятой.

Таблица 3

, nм	,град	,град	, град				n
579	53,9	47,4	27	0,4115	50,7	0,7143	1,7358
546,1	53,9	48,2	27	0,4115	51,1	0,7187	1,7465
435,8	53,9	49,1	27	0,4115	51,5	0,7236	1,7584

(1)

2. Cтроим график, по оси абсцисс откладываем длину волны, по оси ординат – показатель преломления. Масштабы по обеим осям выбираем в соответствии с пределами изменения длины волны и показателя преломления.

Рис.3