ОПТИКА И АТОМНАЯ ФИЗИКА
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
по выполнению лабораторных работ
для студентов инженерных специальностей
В
ЛАДИКАВКАЗ
2010
министерство образования и науки рф
СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ ГОРНО-МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
(ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
Кафедра физики
ОПТИКА И АТОМНАЯ ФИЗИКА
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
по выполнению лабораторных работ
для студентов инженерных специальностей
Допущено редакционно-издательским советом Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет)»
В
ЛАДИКАВКАЗ
2010
УДК 535 + 539.1
ББК 22.34 + 22.38
О-62
Составители:
Проф. Созаев В.А.
Ст. преп. Манукянц А.Р.
Доц. Старосельцева С.П. и др.
0-62 Оптика и атомная физика / Сост.: В. А, Созаев, А. Р. Манукян, С. П. Старосельцева и др. –Владикавказ: Из-во "Терек", 2010, −172 с.
УДК 535 + 539.1
ББК 22.34 + 22.38
Редактор: Иванченко Н. К.
Компьютерная верстка: Цишук Т. С.
© Созаев В. А. и др., составление, 2010
© Издательство «Терек» СКГМИ, 2009
Подписано в печать 24.04. 2010. Формат 60х841/16. Бумага офсетная. Гарнитура «Таймс». Печать на ризографе. Усл. п.л. 10,0. Тираж 50 экз. Заказ № _______.
Отпечатано в отделе оперативной полиграфии СКГМИ (ГТУ).
Издательство «Терек».
3
62021,
г. Владикавказ, ул. Николаева, 44.
Содержание
Лабораторная работа № 3.1 Определение показателя преломления стекла с помощью микроскопа Лабораторная работа № 3.4 Определение радиуса кривизны линзы с помощью колец Ньютона Лабораторная работа № 3.5 Определение длины световой волны при помощи дифракционной решетки Лабораторная работа № 3.6 Изучение поляризации света Лабораторная работа № 3.7 Определение концентрации раствора сахара поляриметром Лабораторная работа № 3.8 Определение постоянной Стефана-Больцмана при помощи оптического пирометра Лабораторная работа № 3.9 Изучение внешнего фотоэффекта Лабораторная работа № 3.10 Изучение сериальных закономерностей в спектре излучения атомарного водорода и определение постоянной Ридберга Лабораторная работа № 3.21 Определение фокусных расстояний линз методом Бесселя Лабораторная работа № 3.22 Определение фокусных расстояний и положений главных плоскостей двухлинзовой оптической системы Лбораторная работа № 3.23 Моделирование оптических приборов и определение их увеличения Лабораторная работа № 3.24 Измерение угла клина по интерференционной картине полос равной толщины Лабораторная работа № 3.25 Определение расстояний между щелями в опыте Юнга Лабораторная работа № 3.26 Исследование закона Малюса и прохождения поляризованного света через фазовую пластинку Лабораторная работа № 3.27 Исследование дисперсии оптического стекла Лабораторная работа № 3.28 Определение основных характеристик дифракционной решетки Лабораторная работа № 3.29 Исследование спектров поглощения и пропускания Лабораторная работа № 3.30 Исследование явлений дифракции и поляризации света
|
5
15
27
37
48
55
66
76
84
96
101
107
115
120
129
136
144
155 |
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3.1
Определение показателя преломления стекла с помощью микроскопа
Цель работы: определение показателя преломления стекла с помощью измерения кажущейся толщины стеклянной пластинки.
Теоретические положения
В различных прозрачных средах свет распространяется с различными скоростями, меньшими скорости света в вакууме. Скорость распространения световых волн в среде по теории Максвелла определяется формулой
,
(3.1.1)
где с – скорость света в вакууме, – диэлектрическая проницаемость среды, – магнитная проницаемость среды.
Среда, во всех точках которой скорость распространения света одинакова, называется оптически однородной. В такой среде свет распространяется прямолинейно с постоянной скоростью. Если среда неоднородна, то в различных областях скорость света различна, а прямолинейность световых лучей нарушается.
Рис. 3.1.1.
Простейшей неоднородностью является плоская граница раздела двух разнородных сред (например, воздуха и стекла), в которых свет распространяется со скоростями, равными соответственно υ1 и υ2. На рис.1 показано, что луч 1, падающий из первой среды под углом i, на границе раздела раздваивается на отраженный луч 2, идущий в той же среде с той же скоростью υ1, и преломленный луч 3, распространяющийся со скоростью υ2 во второй среде (в стекле).