- •Министерство сельского хозяйства российской федерации
- •Ен.Ф.03 физика
- •Ен.Ф.03 физика и биофизика
- •Лабораторный практикум
- •Введение
- •2 Описание лабораторной установки и вывод расчетной формулы
- •2.1 Микроскоп
- •2.2 Объект-микрометр и рисовальный аппарат
- •2.3 Вывод расчетной формулы увеличения микроскопа
- •2.4 Вывод расчетной формулы для показателя преломления стекла
- •3 Порядок выполнения работы и требования к оформлению результатов
- •3.1 Задание 1 Определение увеличения микроскопа
- •3.2 Задание 2 Определение показателя преломления стекла при помощи микроскопа
- •4 Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 2 Определение показателя преломления жидкостей рефрактометром
- •1 Общие сведения
- •2 Описание лабораторной установки
- •3 Порядок выполнения работы и требования к оформлению результатов
- •4 Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №3 Изучение интерференции света и определение преломляющего угла бипризмы Френеля
- •1 Общие сведения
- •2 Описание лабораторной установки и выводы расчетных формул
- •2.1 Выводы расчетных формул
- •Подставляя в (6) выражение (5), получим
- •2.2 Методика работы с окулярным микрометром
- •3 Порядок выполнения работы и требования к оформлению результатов
- •4 Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №4 Изучение явления дифракции света на дифракционной решетке
- •1 Общие сведения
- •2 Описание лабораторной установки и вывод расчетной формулы
- •3 Порядок выполнения работы и требования к оформлению результатов
- •4 Контрольные вопросы
- •Закон Малюса
- •Теория метода фотоупругости
- •2 Описание лабораторной установки
- •3 Порядок выполнения работы и требования к оформлению результатов
- •3.1 Задание 1 Проверка закона Малюса
- •3.2 Задание 2 Изучение внутренних напряжений в двутавровой балке методом фотоупругости
- •4 Контрольные вопросы
- •4.1 Какой свет называется естественным, а какой - поляризованным?
- •2 Описание лабораторной установки
- •3 Порядок выполнения работы и требования к оформлению результатов
- •4 Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №7 Фотометрические характеристики и определение освещенности поверхности с помощью люксметра
- •1 Общие сведения
- •Энергетические световые величины
- •Фотобиологический процесс – зрение
- •1.3 Визуальные световые величины
- •1.4 Гигиенические нормы освещенности
- •1.5 Светочувствительные приборы
- •2 Описание лабораторной установки
- •2.1 Правила эксплуатации люксметра
- •3.2 Задание 2 Изучение распределения освещенности в учебной лаборатории
- •4 Контрольные вопросы
- •Библиографический список
4 Контрольные вопросы
4.1 Что называется показателем преломления вещества, от чего он зависит?
4.2 Объясните законы отражения и преломления света.
4.3 В чем суть явления полного внутреннего отражения?
4.4 Как связан предельный угол преломления с относительным и абсолютным показателями преломления среды?
4.5 Начертите ход лучей в призменном блоке рефрактометра.
4.6 Почему при освещении белым светом граница раздела поля зрения становится радужной?
4.7 Почему одна половина поля зрения темная, а другая светлая?
4.8 Как с помощью рефрактометра можно определять концентрацию растворов?
4.9 Можно ли с помощью рефрактометра определить показатель преломления непрозрачных жидкостей?
4.10 Где применяется явление полного внутреннего отражения?
Лабораторная работа №3 Изучение интерференции света и определение преломляющего угла бипризмы Френеля
Цель и задача работы: Ознакомление с явлением интерференции; изучение оптического метода определения малых расстояний и малых углов, основанного на интерференции света.
1 Общие сведения
Интерференция света – это сложение когерентных электромагнитных волн с перераспределением интенсивности света в пространстве – в одних местах пространства наблюдается усиление освещенности экрана (светлые полосы), в других – ослабление освещенности - (темные полосы).
Явление интерференции широко применяется в науке и технике. Оптические методы измерения малых длин, основанные на явлении интерференции света, имеют высокую точность, соизмеримую с длиной световой волны, измерения углов – с точностью до угловых секунд. Улучшение качества оптической аппаратуры – (просветление оптики) основано на интерференции в тонкой пленке, нанесенной на стекло или линзу. Радужная окраска крыльев некоторых насекомых, пятен от нефтепродуктов на поверхности водоемов обусловлена именно интерференцией света.
Когерентными волнами считаются волны одинаковой частоты колебаний (или одинаковой длины волны), т.е. монохроматические. Кроме того, они должны иметь постоянную разность фаз за время наблюдения и одинаковые плоскости колебаний вектора напряженности электрического поля. В природе не существует двух источников света, которые излучали бы когерентные электромагнитные волны. Для получения когерентных волн используется метод Френеля – разделение первичного светового пучка на два, с последующим их наложением. Такое разделение можно осуществить с помощью зеркал Френеля, бипризмы Френеля, двух близко расположенных щелей, тонких пластинок и пленок и других способов.
Разность путей () двух лучей в вакууме называется геометрической разностью хода Δ:
Δ = . (1)
Если же лучи будут проходить в средах с различными показателями преломления n2 и n1, то такую разность хода называют оптической разностью хода
Δ . (2)
Условия образования максимумов и минимумов выражают через разность хода:
. (3)
В центре интерференционной картины образуется всегда светлая полоса – центральный максимум. Остальные светлые и темные полосы будут располагаться симметрично по обе стороны от центрального максимума. Их нумерация называется порядком максимума (или минимума) и определяется числом k в формулах (3). Расчет интерференционной картины (координат полос на экране) приводится во многих учебниках /1,2,3,4/. Представляем здесь лишь конечный результат. Расстояние ΔX между соседними темными (или светлыми) полосами на экране называется шириной интерференционной полосы и определяется выражением
, (4)
где L - расстояние от источников до экрана, d - расстояние между источниками света, λ - длина волны монохроматического света.