7. Обработка результатов измерений

Внимание! В данной работе сделано допущение, что величина является результатом прямого измерения.

1. По результатам пяти последних опытов (номера темных колец с 5-го по 9-ый) определить величины и . Результаты записать в таблицу по форме 2.

2. Длина волны света , пропускаемого светофильтром, равна (0,660,01) мкм.

3. По формуле (5) определить средний радиус кривизны линзы – R_cр.

4. Провести обработку результатов прямых измерений величины . Промежуточные результаты удобно записать в таблицу по форме 2.

Форма 2

№ п/п	к			–
1	5
2	6
3	7
4	8
5	9

5. Вывести формулу относительной неопределенности (погрешности) искомой величины R.

6. Вычислить по полученной формуле. Оценить границу доверительного интервала R_cр..

7. Окончательный результат записать в стандартной форме:

(R_ср. – R)… (R_ср. + R).

8. Контрольные вопросы

1. Как возникает интерференционная картина «кольца Ньютона»?

2. Почему при нулевом зазоре между линзой и пластиной в центре картины в отраженном свете будет наблюдаться темное пятно, а в проходящем – светлое?

3. Как изменится интерференционная картина «кольца Ньютона», если систему осветить светом меньшей длины волны?

4. Чему равны в месте расположения третьего светлого кольца в отраженном свете:

а) толщина воздушного зазора h₃;

б) геометрическая разность хода волн _геом;

в) оптическая разность хода волн ?

Работа 66. Исследование дисперсии света на стеклянной призме

1. Цель работы

Ознакомление с явлением дисперсии. Определение зависимости показателя преломления стекла «т» призмы от длины волны света.

2. Основные теоретические положения

Дисперсией света называется зависимость скорости света в среде от его длины волны  (или от частоты ). Известно, что

,

где с – скорость света в вакууме (универсальная постоянная, равная 3•10⁸ м/с), а n – показатель преломления среды. Поскольку с = const, то существование дисперсии света в среде обусловлено зависимостью показателя преломления n от длины волны  (или от частоты ). Эта зависимость легко обнаруживается, например, при прохождении пучка белого света через призму, изготовленную из какой-нибудь прозрачной для данного света среды (рис. 1). На экране, установленном за призмой, наблюдается радужная полоса, которая называется призматическим или дисперсионным спектром, когда, в силу того, что n = n(), свет разных длин волн, проходя через призму, отклоняется на разные углы.

Рис. 1

В зависимости от длины волны  (и, разумеется, от частоты ) цвета наблюдаются в следующем порядке: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый. Смена цветов происходит непрерывно и содержит множество полутонов. Каждому цвету соответствует определенный диапазон длин волн (таблица 1):

Таблица 1

Фиолетовый, нм	Синий, нм	Зеленый, нм	Желтый, нм	Оранжевый, нм	Красный, нм
390-435	435-495	495-570	570-590	590-630	630-770

Принято считать, что весь оптический диапазон (область видимого света) укладывается примерно от 0,4 мкм до 0,8 мкм (всего в 0,4 мкм).

Зависимость показателя преломления среды n от длины волны света  нелинейная и монотонная. Области значений , в которых , т.е. с ростом  величина n уменьшается, соответствует нормальной дисперсии света. Нормальная дисперсия наблюдается у веществ, прозрачных для видимого света. Рис. 1 демонстрирует как раз случай нормальной дисперсии. Дисперсия называется аномальной, если , т.е. с ростом  показатель преломления среды уменьшается. Аномальная дисперсия наблюдается в областях длин волн, соответствующих полосам интенсивного поглощения света в данной среде. Например, у обычного стекла эти полосы находятся в инфракрасной и ультрафиолетовой частях спектра.