Контрольные вопросы

1. Знать вывод формулы (11) для призмы.

2. Какой угол называется углом отклонения? При каких условиях он бывает максимальным или минимальным?

3. Какое явление называется дисперсией света?

4. Какая величина служит мерой дисперсии?

5. Какие виды дисперсии вы знаете? Чем они характеризуются?

6. Чем отличаются спектры, полученные с помощью призмы из кронгласс или флинтгласс?

7. Закон Максвелла.

8. Закон Кундта.

9. Знать устройство и ход лучей в спектроскопе.

10. Из электронной теории дисперсии рассмотреть: какие силы действуют на электрон, входящий в состав атома, под действием внешних полей?

11. Иметь понятие о фазовой и групповой скорости.

12. Какими соотношениями связаны фазовая и групповая скорости при нормальной и аномальной дисперсии?

Литература

1. Сивухин, Д.В. Оптика / Д.В. Сивухин. – М.: Физматлит, 2005. – Т. IV.

2. Детлаф, А.А. Курс физики / А.А. Детлаф, Б.М. Яворский. – М.: ACADEMA, 2003.

3. Бордовский, Г.А. Общая физика: курс лекций / Г.А. Бордовский, Э.В. Бурсиан.– М.:Владос, 2001.– Т.2.

4. Грабовский, Р.И. Курс физики / Р.И. Грабовский. – СПб: Лань, 2002.

5. Трофимова, Т.И. Курс физики / Т.И. Трофимова – М.: ACADEMA, 2005.

6. Бутиков, Е.И. Физика. Электродинамика. Оптика / Е.И. Бутиков, А.С. Кондратьев. – М.: Физматлит., 2004.

7. Лабораторный практикум по общей и экспериментальной физике /

под ред. Е.М. Гершензона, А.Н. Мансурова – М.: ACADEMA, 2005.

8. Инструкция к спектроскопу.

9. Поглощение света в однородной поглощающей среде (текст лекции).

Приложение I.

Приложение II

1. Индуктор высоковольтный.

Назначение и устройство прибора.

Индуктор высоковольтный является источником тока высокого напряжения и применяется для демонстрации электрического разряда в воздухе, разрядов в вакуумных приборах (спектральных, ионных, катодных, рентгеновских трубок) и пр. Длина искры – до 100 мм.

Прибор (рис. 1,2,3) представляет собой трансформатор с разомкнутой магнитной цепью и состоит из следующих частей: сердечника 1, собранного из полосок трансформаторного железа; первичной катушки 2, намотанной непосредственно на сердечник; вторичной обмотки высокого напряжения 3, одетой на первичную катушку; составного кожуха 4 с металлическими съемными борнами 5 для установки искровых разрядников 13, механического (пружинного) прерывателя 6; искрогасящего конденсатора 7, подключенного параллельно к прерывателю; пластмассовой подставки 8, на которую индуктор опирается двумя щечками 12, закрепленными винтами с гайками.

На подставке установлены две клеммы 9 от первичной катушки, к которым присоединяются провода от источника тока, и переключатель 10 для включения и изменения направления тока. Индуктор рассчитан на питание 10 … 12 В.

Подготовка к работе и работа с индуктором

1. Разрядники индуктора закрепляют в борнах так, чтобы расстояние между концом иглы и плоскостью диска не превышало 100 мм.

2. Клеммы первичной катушки при помощи изолированных проводов соединяют с источником ВС-4÷12 В.

3. Включают источник ВС– 4÷12 В через РНШ (~150 В). Вращением регулировочного винта 14 приводят в действие прерыватель. Необходимо подобрать такой режим работы прерывателя, при котором искрение на его контактах будет минимальным. После этого винт закрепляют стяжным винтом 11 (рис. 2).

При нормальной работе индуктора между острием и диском разрядника, расположенными на расстоянии 100 мм, проскакивает яркая искра.

Для демонстрации вакуумных трубок их присоединяют тонкими проводами к борнам разрядника.

НЕ ДОПУСКАЕТСЯ:

1. Получать искру свыше 100 мм во избежание пробивания изоляции внутри секций вторичной обмотки.

2. Прикасаться руками к разряднику и борнам при работе индуктора.

3. Хранить индуктор при температуре свыше 40С во избежание плавления парафиновой изоляции вторичной обмотки.

Приложение III

Вывод формулы наименьшего угла отклонения в призме (рис. 5).

, (1)

. (2)

При изменении , будет меняться и, а значит и угол отклонения. Можно показать, что уголвсегда остается большим некоторого минимального своего значения, т.е. существует некоторое минимальное отклонение луча, прошедшего через призму. Докажем это.

Продифференцировав уравнение (2) по , получаем:

.

Для того, чтобы найти условие минимума отклонения, мы должны производную положить равной нулю , тогда

. (3)

Дифференцируя (1) по , получаем:

. (4)

С другой стороны, можно записать законы преломления для двух сторон призмы :

, .

Отсюда

, .

Дифференцируя по , находим

,

(5)

.

Подставляя в уравнение (5) значения из (3) и (4), получаем:

;

.

Или

;

;

;

;

=;

или

;

.

В результате преобразований получаем:

,

откуда ,

т.е. . Это и есть условие минимума угла отклонения. Следовательно, оно достигается тогда, когда углы, которые образуют падающий и выходящий лучи с нормалями к граням призмы, равны друг другу, так как преломляющий луч внутри призмы идет параллельно основанию.