Контрольные вопросы:
1. Объяснить явление интерференции света.
2. Какие волны называются когерентными и как их можно получить?
3. Чем отличается оптическая разность хода двух лучей от геометрической?
4. Записать условия ослабления и усиления света при интерференции.
5. Рассказать о кольцах Ньютона и нарисовать ход лучей в зазоре между линзой и стеклянной пластинкой при наблюдении колец Ньютона в проходящем и отражённом свете.
6. Вывести формулу определения длины волны света в установке для наблюдения колец Ньютона.
7. Какая картина будет наблюдаться при освещении колец Ньютона белым светом
Приложение 1
ПОРЯДОК И ПРАВИЛА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОГРЕШНОСТИ
КОСВЕННЫХ ИЗМЕРЕНИЙ
Пусть по результатам прямых измерений параметров х, у, z, .. определяется физическая величина А, которая является некоторой функцией этих параметров А = f(x, y, z,..). Для вычисления случайной, систематической и полной погрешностей результатов измерений необходимо:
1. Провести многократное определение величины А по возможности при различных значениях параметров x, y, z,.. Результаты занести в таблицу 1 приложения.
(Аi, i = 1, 2, ….n, где n- число измерений).
2. Найти среднее арифметическое значение <A> = (А1+А2+..+Аn)/n.
3. Найти модули разности |Ai - <A>| = DAi для каждого измерения и занести их в таблицу 2.
4. Вычислить квадраты абсолютных погрешностей (DAi)2, результаты записать в таблицу 2.
5. Вычислить сумму квадратов S = (DA1)2 +..+ (DAn)2 и средне квадратичную погрешность результатов измерений:
6. По таблице 2 с учётом заданной преподавателем надежности α и числа измерений n определить коэффициент Стьюдента tna..
7. Вычислить случайную абсолютную погрешность результата измерений: DAСЛ = tna×Sn.
8. Вычислить систематическую (приборную) погрешность измерительной установки DAПР. С этой целью необходимо прологарифмировать формулу, по которой вычисляют А = f(x, y, z,.). От полученного выражения берут частные производные по измеряемым параметрам, результаты подставляют в формулу, по которой вычисляют относительную систематическую погрешность измерительной установки:
Здесь Dx, Dy, Dz,…- абсолютные погрешности приборов, измеряющих параметры x, y, z.
Например, определяется плотность цилиндра методом взвешивания и измерения его размеров: r = 4m/pd2h. Прологарифмируем выражение: lnr = ln4 + ln m - lnp -2lnd – lnh.
Здесь Dm – абсолютная инструментальная погрешность весов, Dd и Dh абсолютныеинструментальные погрешности штангенциркуля и линейки.
Формулы для вычисления εПР измерительных установок даны в описаниях к лаб. работам.
9. Вычислить абсолютную систематическую погрешность измерительной установки: DAПР = eПР×<А>.
10. Сравнить абсолютные случайную и систематическую погрешности. Если они близки, вычислить полную погрешность по формуле:
11. Округлить полную погрешность до первой значащей цифры. Затем до той же значащей цифры округлить и результат измерений.
12. Окончательный результат записать в форме: А = (<A> ± DА) ед. измерения.
Пример. Ответ: плотность r = (7,82 ± 0, 05)×103 кг/м3.
Таблица 1. Расчёт случайной погрешности косвенных измерений
-
№
Текущее
Ai
Среднее
<A>
Разность
Ai
Квадрат разности
(Ai)2
Сумма квадратов
S
Sn
α =
t
AСЛ
1
A1
A1
(A1)2
2
A2
A2
(A2)2
3
A3
A3
(A3)2
…
…
….
…..
n
An
An
(An)2
Таблица 2. Коэффициенты Стьюдента
-
n
0.7
0.9
0.95
0.98
2
2,0
6,3
12,7
31,8
3
1,34
2,9
4,3
7,0
4
1,3
2,4
3,2
4,5
5
1,25
2,1
2,8
3,7
6
1,2
2,0
2,6
3,4
7
1,16
1,94
2,5
3,1
8
1,12
1,9
2,4
3,0
9
1,1
1,85
2,3
2,9
10
1,08
1,8
2,26
2,8
Приложение 2
Образец отчёта
ФГОУ ВПО
ИЖЕВСКАЯ ГОСУДАСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ
КАФЕДРА ФИЗИКИ
ОТЧЕТ
По лабораторной работе № 6