4. Порядок выполнения работы. Эксперимент. Математическая обработка результатов измерений

4.1. Включить источник питания и мультиметр. Измерения начинать через 5-10 минут после включения аппаратуры.

4.2. Установить на мультиметре предел измерений 20 В.

4.3. Вращением ручки монохроматора «Винт 1» по указанию преподавателя установить длину волны λ₀ по шкале монохроматора.

4.4. Вращая ручку монохроматора и последовательно устанавливая значения λ₁ = λ₀ + 10 нм, λ₂ = λ₁ + 10 нм и далее до λ₃₀ = λ₂₉ + 10 нм,

Заполнить таблицу 1:

Таблица 1

Напряжение на мультиметре, В		Длина волны, нм
		λ0		λ1	λ2	λ3		λ4	λ6
Uф1
U01
Uф2
U02
Uф1ф2
U012
Длина волны, нм
λ7	λ8	λ9	λ10	λ11	λ12	λ13		λ14	λ15
Длина волны, нм
λ16	λ17	λ18	λ19	λ20	λ21	λ22		λ23	λ24

где λ_i – показания шкалы монохроматора,

U_ф1, U_ф2, U_ф1ф2 – показания мультиметра со светофильтром № 1, со светофильтром № 2 и с комбинацией светофильтров №№ 1 и 2, помещенных в кюветное устройство.

U₀₁, U₀₂, U₀₁₂ – показания мультиметра в отсутствие светофильтров в кюветном устройстве.

4.5. Получить у преподавателя два исследуемых светофильтра Ф1 и Ф2.

4.6. Поместить в тубус кюветного отделения светофильтр Ф1 и для установленной длины волны λ₀ снять показания мультиметра U_ф1.

4.7. Вынуть светофильтр из кюветного отделения и для той же длины волны λ₀ снять показания мультиметра U₀₁.

4.8. Записать полученные данные в таблицу 1.

4.9. Поместить в тубус кюветного отделения светофильтр Ф2 и для длины волны λ₀ снять показания мультиметра U_ф2. Вынуть светофильтр из кюветного отделения и снять показания мультиметра U₀₂. Записать полученные данные в таблицу 1.

4.10. Поместить в тубус кюветного отделения одновременно светофильтры Ф1 и Ф2 и для длины волны λ₀ снять показания мультиметра U_ф1ф2. Вынуть светофильтр из кюветного отделения и снять показания мультиметра U₀₁₂. Записать полученные данные в таблицу 1.

4.11. Вращением ручки монохроматора «Винт 1» установить длину волны излучения λ₁ = λ₀ + 10 нм и повторить пункты 4.6–4.10.

4.12. Вращая ручку монохроматора и последовательно устанавливая значения λ₂ = λ₁ + 10 нм, λ₃ = λ₂ + 10 нм и далее до λ₃₀ = λ₂₉ + 10 нм, повторить пункты 4.6–4.10.

4.13. Используя данные таблицы 1, заполнить таблицу 2:

Таблица 2

λ1, нм

λ2, нм

λ3, нм

λ4, нм

λ5, нм

λ6, нм

λ7, нм

λ8, нм

λ9, нм

λ10, нм

τпр1 = Uф1 / U01

τпр2 = Uф2 / U02

τпр1,2 = Uф1ф2/ U012

τпр1,2р = τпр1τпр2

λ11, нм

λ12, нм

λ13, нм

λ14, нм

λ15, нм

λ16, нм

λ17, нм

λ18, нм

λ1, нм

λ20, нм

где τ_пр1 – коэффициент пропускания светофильтра Ф1,

τ_пр2 – коэффициент пропускания светофильтра Ф2,

τ_пр1,2 – коэффициент пропускания двух светофильтров Ф1 и Ф2,

τ_пр1,2р – расчетный коэффициент совместного пропускания первого и второго светофильтров Ф1 и Ф2:

τ_{пр1,2 р} = τ_пр1τ_пр2.

4.14. По данным таблицы 2 построить графики спектральной зависимости коэффициентов пропускания τ_пр1=f₁(λ), τ_пр2=f₂ (λ) разными цветами на одном листе миллиметровой бумаги, а на другом листе – τ_пр1,2 =f_1,2 (λ), τ_пр1,2р= f₃ (λ).

4.15. Выбрать на графике и вычислить наибольший и наименьший коэффициенты поглощения k_i материалов светофильтров Ф1, Ф2, Ф1 и Ф2 в видимой области спектра по формуле (2).

где k_i – коэффициент поглощения материала светофильтра Ф_i,

d – толщина светофильтра в метрах,

R – френелевский коэффициент отражения поверхности светофильтра, равный 0,04.

τ_прi – коэффициент пропускания материала светофильтра Ф_i.

Чем больше значение коэффициента поглощения, тем в большей степени уменьшается интенсивность прошедшего света и, соответственно, коэффициент пропускания τ_пр.

Сделать выводы по пунктам цели лабораторной работы. Сравнить зависимости τ_пр1,2р = f₁₂ (λ) и τ_пр1,2 = f₃ (λ).

Показать связь коэффициентов пропускания светофильтров с их цветом.