Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Иркутский государственный технический университет

Оптика

Физика твердого тела

Практикум по физике

Допущено Министерством образования Российской Федерации в качестве учебного пособия для студентов инженерных специальностей технических вузов

Издательство

Иркутского государственного технического университета

2010

УДК 53 (076.5)

Рецензенты:

кафедра экспериментальной физики Иркутского государственного университета (зав. кафедрой, д-р физ. - мат. наук, профессор В. В. Пологрудов);

профессор Иркутского института инженеров железнодорожного транспорта, д-р физ. - мат. наук, член-корр. РМА Н. Н. Климов.

Редактор, ведущий специалист издательства Е.М. Сякерская

Компьютерный набор Т.В. Шинкова

Авторы: Г.А. Кузьмина, Н.С. Белова, Н.П. Коновалов, Л.В. Чиликанова,

Л.А. Плетнева, Т.В. Шинкова.

Кузьмина Г.А., Белова Н.С., Чиликанова Л.В. и др. Оптика. Физика твердого тела: Практикум по физике. Издание 2-е, исправленное. - Иркутск: Изд-во ИрГТУ. – 2010. – 115 с.

Учебное пособие содержит сведения об основных понятиях, определениях, законах оптики и физики твердого тела, описания методики и техники выполнения экспериментальных заданий.

Предназначено для студентов инженерных специальностей технических вузов.

ISBN 5-8038-0203-4 © Г.А. Кузьмина, Н.С. Белова,

Н.П. Коновалов, Л.В. Чиликанова,

Л.А Плетнева, Т.В. Шинкова, 2010

© Иркутский государственный

технический университет, 2010

оглавление

Введение…………………………………………………..………… 5

1. ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ СВЕТА……………………………………..6

Основные понятия……………………………………………….6

Лабораторная работа 1………………………………………… 8

Задание 1…………………………………………………….. 8

Задание 2……………………………………………………..11

Контрольные вопросы………………………………………14

2. ДИФРАКЦИЯ ВОЛН……………………………………………15

Основные понятия……………………………………………...15

Лабораторная работа 2…………………………………………20

Задание 1……………………………………………………..20

Задание 2…………………………………………………… 22

Задание 3……………………………………………………..23

Контрольные вопросы………………………………………25

3. Поляризация света……………………………………….26

Основные понятия……………………………………………...26

Лабораторная работа 3………………………………………....34

Задание 1……………………………………………………..34

Задание 2…………………………………………………… .36

Контрольные вопросы…………………………………… .39

4. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ С ВЕЩЕСТВОМ…… .40

4.1. Дисперсия света…………………………………………….. .40

Основные понятия……………………………………………...40

Лабораторная работа 4.1…………………………………… .45

Задание 1………………………………………………… .45

Задание 2……………………………………………………..46

Задание 3……………………………………………………..47

Задание 4…………………………………………………… .48

Контрольные вопросы…………………………………… .50

4.2. Поглощение света…………………………………………...50

.Основные понятия………………………………………………50

Лабораторная работа 4.2……………………………………….53

Задание 1……………………………………………………..53

Задание 2……………………………………………………. 55

Задание 3……………………………………………………..56

Контрольные вопросы………………………………………….58

5. КВАНТОВАЯ ОПТИКА…………………………………………59

5.1. Тепловое излучение………………………………………....59

Основные понятия……………………………………………...59

Лабораторная работа 5.1…………………………………….…63

Задание 1……………………………………………………. 63

Задание 2……………………………………………………..68

Задание 3……………………………………………………..72

Контрольные вопросы…………………………………….…74

5.2. Внешний фотоэффект……………………………………….75

Основные понятия………………………………………………75

Лабораторная работа 5.2………………………………………..80

Контрольные вопросы……………………………………….83

6. ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА……………………………………84

Основные понятия……………………………………………...84

Лабораторная работа 6…………………………………………93

Задание 1……………………………………………………..93

Контрольные вопросы……………………………………….96

Задание 2……………………………………………………..96

Задание 3……………………………………………………..98

Контрольные вопросы……………………………………...100

Заключение……………………………………………………..….102

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК………………………..…..103

Приложение 1……………………………………………………...104

Приложение.2……………………………………………………...113

Приложение.3……………………………………………………...115

Введение

Всё, что мы знаем о реальности,

исходит из опыта и завершается им.

А. Эйнштейн

Этой фразой А. Эйнштейна ещё раз подчеркивается значение физики как науки познания окружающей нас действительности, установление основных её законов и их опытное подтверждение. Экспериментальная проверка физических закономерностей способствует более глубокому усвоению теоретических знаний, так как наглядность и самостоятельность проведения опытов упрощает процесс познания. Проблема познания всегда была и остается актуальной. Основной целью лабораторных работ является закрепление теоретических знаний и ознакомление с экспериментальными методами.

Данное учебное пособие соответствует содержанию профессиональной образовательной программы по курсу «Общая физика» для инженерных специальностей технических вузов и состоит из шести разделов (двадцати лабораторных работ). Каждый раздел посвящен одной из тем курса: интерференция, дифракция, поляризация, взаимодействие излучения с веществом, квантовая оптика, физика твердого тела. Разделы начинаются с теоретической части, что дает возможность студентам найти ответы на контрольные вопросы и самим оценить степень усвоения полученных знаний. Пособие содержит достаточное количество иллюстраций, способствующих развитию активного восприятия излагаемого материала.

Структура пособия позволяет пользоваться им в целом и как методическими указаниями по отдельным темам. Аналогичное пособие, вышедшее ранее, морально устарело. К настоящему времени лабораторные работы усовершенствованы и модернизированы, что и определило необходимость издания нового практикума.

Формирование у студентов инженерных специальностей экспериментальных навыков на ранних стадиях обучения в процессе изучения курса физики всегда остается наиболее важной задачей.

В приложении к основному тексту пособия приведены методы расчета погрешностей при математической обработке результатов эксперимента, необходимые справочные данные.