Определение показателя преломления полуцилиндра с помощью закона преломления света

1. Установить в первом квадранте некоторый угол падения луча света i. Перемещая штангу с тубусом, установить визир на середину изображения преломленного луча света. По аналогии с упражнением 1 провести измерение угла падения i и угла преломления луча r, учитывая соответствующие нормали к границе раздела сред. Произвести четыре измерения при различных значениях угла падения i в интервале от 0 до 90 градусов. Данные измерений занести в таблицу 2.

Таблица 2.

№ опыта	Угол падения луча i, град	sin i	Угол преломления луча r, град	sin r	ni	<n>	∆ni	(∆ni)^2	Sn	α= tnα	nсл
1
2
3
4

2. По формуле n_i = sin i /sin r вычислить текущие значения показателя преломления n_i. По стандартной методике, приведенной в приложении 1, вычислить среднее значение показателя преломления n и случайную погрешность измерения показателя преломления n_сл.

8. Вычислить приборную (систематическую) относительную погрешность по формуле: _пр = n_пр/<n> = (ctg ii + ctg rr), где i и r -погрешности измерения углов i и r прибора в радианах. Вычисление e_пр провести для одного из результатов измерений, который, на ваш взгляд, имеет наибольшую ошибку. Вычислив относительную, найти абсолютную приборную погрешность установки Dn_пр:

Dn_пр = e_ПР×<n>.

9. Вычислить полную погрешность измерений по формуле: .

В случае если одна из погрешностей мала по сравнению с другой, ей можно пренебречь.

10. Округлить полную погрешность до первой значащей цифры. Затем до той же значащей цифры округлить результат измерений. Ответ записать по форме примера.

Пример. Ответ: длина волны зелёной линии спектра ртутной лампы равна: l = (0,52 ± 0,02)×10^-6 м.

УПРАЖНЕНИЕ 3

Определение показателя преломления полуцилиндра методом полного внутреннего отражения

1. Установить некоторый угол падения луча света i на границу раздела двух сред со стороны более плотной среды (поворотная штанга с источником света находится во втором квадранте). Приставить к установке лист бумаги таким образом, чтобы на листе было видно изображение преломленного луча. Медленно увеличивая угол падения, добиваемся полного исчезновения преломленного луча. Измерить в этот момент угол падения луча света, который называют предельным углом полного внутреннего отражения i_пред.

При измерении угла полного внутреннего отражения i_пред необходимо правильно выбрать нормаль к границе раздела сред (рис. 6). Произвести не менее трех измерений угла i_пред. Результаты измерений занести в таблицу 3.

Таблица 3.

№ опыта	Предельный угол iпред, град	sin iпред	ni	<n>	∆ni	(∆ni)^2	Sn	α= tnα	nсл
1
2
3
N

2. По формуле: n_i = 1/ sin i_пр вычислить текущие значения показателя преломления n_i. По стандартной методике, приведенной в приложении 1, вычислить среднее значение показателя преломления n и случайную погрешность измерения n_сл.

3. Вычислить приборную (систематическую) относительную погрешность по формуле: _пр = n_пр/<n> = ctg i_предi_пред, где i_пред -погрешность измерения углов i в радианах.. Вычислив относительную, найти абсолютную систематическую погрешность установки Dn_пр:

Dn_пр = e_ПР×<n>.

9. Вычислить полную погрешность измерений по формуле: .

В случае, если одна из погрешностей мала по сравнению с другой, ей можно пренебречь.

10. Округлить полную погрешность до первой значащей цифры. Затем до той же значащей цифры округлить результат измерений. Ответ записать по форме примера.

Пример. Ответ: длина волны зелёной линии спектра ртутной лампы равна: l = (0,52 ± 0,02)×10^-6 м.