Обработка и анализ результатов измерений

1. По формуле (76.4) найти δ_min, для всех линий спектра паров ртути.

2. Зная преломляющий угол призмы γ = 60° и углы наименьшего отклонения δ_min, вычислить коэффициенты преломления для всех длин волн по формуле (76.3). Показатели преломления подсчитать с точностью до четвертого знака после запятой и занести в табл. 76.1.

3. Построить график зависимости n от длины волны света для стекла призмы. Поскольку n отличаются незначительно, для удобства дальнейшей обработки результатов необходимо выбрать правильный масштаб. Рекомендуемый масштаб по оси λ (ось х): 1 см = 20 нм, начало координат при λ = 400 нм. По оси у отложить значения соответствующих показателей преломления n в масштабе 2 см = 0,01, начало координат при n = 1,60.

4. Используя построенный график n = f( λ ), определить дисперсию для указанных в табл. 76.2 длин волн. Для этого надо выбрать на графике точку, соответствующую какой-либо длине волны (λ₁), провести через нее касательную к кривой n( λ ). Тангенс угла наклона касательной Δn / Δλ дает значение дисперсии D. Для определения тангенса лучше всего касательную продолжить до пересечения с осями координат, если позволяют размеры графика. Точки пересечения касательной с осями дают значения и : в этом случае значения = 400 нм и n' = 1,600 постоянны для всех длин волн. Данные заносятся в таблицу 76.2. Дисперсия для будет приблизительно равна:

;

Аналогично определить дисперсии для всех указанных в табл. 76.2 длин волн

Таблица 76.2

, нм	,нм	, нм	n'	n''
1 = 420
2 = 460
3 = 520
4 = 5б0
5 = 600

5. Построить график зависимости дисперсии стекла призмы от длины волны:

D = Δn /Δλ( λ ).

6. По формулам (76.1) и (76.2) вычислить фазовую и групповую скорости света в стекле для λ = 450 нм; скорость света в вакууме с = 2,998·10⁸ м/с. Оценить погрешность определения фазовой скорости света в стекле при λ = 450 нм.

Контрольные вопросы

1. Дать определение абсолютного показателя преломления вещества.

2. Объяснить особенности нормальной и аномальной дисперсий света.

3. Сформулировать основные положения электронной теории дисперсии.

4. В чем разница между фазовой и групповой скоростью света?

Рекомендуемая литература

1. Ландсберг Г. С. Оптика. М.: Наука, 1976.

2. Савельев И. В. Курс общей физики. Изд. 2-е. Т. 2, 3. М., Наука, 1982. Изд. 4-е. кн. 4, гл. 7, М., «Наука- Физматлит», 1998.

3. Яворский Б. М., Детлаф А. А. Курс физики: Т. 3. М., «Высшая школа», 1965г.

4. Калитеевский Н. И. Волновая оптика. Изд. 3-е, гл. 4, М., «Высшая школа», 1995.

5. Трофимова Т. И. Оптика и атомная физика: законы, проблемы, задачи. Гл. 4, М., «Высшая школа», 1999.

Лабораторная работа №77