Томский политехнический университет

Отделение естественных наук ШБИП

Отчет по лабораторной работе В-004

Изучение зависимости показателя преломления воздуха от давления с помощью интерференционного рефрактометра

Студент гр. 5А81

Ф.И.О. Овчинникова Д.А.

к выполнению лабораторной работы ДОПУЩЕН

________________________

^{подпись преподавателя}

Цель работы: определение показателя преломления воздуха и изучение его зависимости от давления с помощью интерференционного рефрактометра ИТР-1.

Приборы и принадлежности: рефрактометр ИТР-1; сильфон, лампа настольная.

КРАТКОЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Абсолютный показатель преломления показывает во сколько раз скорость света в вакууме больше скорости света в данном веществе.

Относительный показатель преломления двух сред (второй среды по отношению к первой) называется величина n₂₁ , равная отношению показателей преломления этих сред: n₂₁=n₂/n₁ , для неферромагнитных сред

Когерентные волны - волны, характеризующиеся одинаковой частотой и постоянством разности фаз в заданной точке пространства.

Когерентность волн является необходимым условием получения устойчивой интерференционной картины.

Интерференция волн - явление перераспределения интенсивности в пространстве, связанное со сложением когерентных волн.

Максимум интенсивности наблюдается если ( – целое число)

Минимум интенсивности наблюдается при

Оптическая разность хода

СХЕМА УСТАНОВКИ

Рис. 1. Внешний вид установки

Схема установки состоит:

1.кран

2.манометр

3.сильфон

4.крышка

5.микровинт

6.окуляр

РАБОЧИЕ ФОРМУЛЫ

, где a-цена деления прибора

Значение a численно равно оптической разности хода на единицу изменения показания прибора

Где Po – давление в камере, определяется по барометру;

Т₀ – температура воздуха в камере (в лаборатории) определяется по термометру.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЙ

Таблица 1

	N0, мм	Nk, мм (при k=5)	, мм
1	8,625	8,000	-0,602	0,005
2	8,630	7,995
3	8,640	8,050
4	8,635	8,101
5	6,625	8,007
	N0=8,631	Nk =8,029

Таблица 2

Tн= 2730K, Pн =760 мм рт.ст= 1 атм, длина камеры l= мм nн = 1,000294
	P0, атм	N, мм	N-N0, мм	n-1	n
1	1,05	8,303	-0,328	0,000284	1,000284
2	1,10	8,037	-0,594	0,000295	1,000295
3	1,15	7,78	-0,851	0,000306	1,000306
4	1,20	7,61	-1,021	0,000318	1,000318
5	1,25	7,47	-1,163	0,000330	1,000330
6	1,30	7,35	-1,280	0,000343	1,000343
7	1,35	7,26	-1,376	0,000356	1,000356
8	1,40	7,19	-1,441	0,000369	1,000369
9	1,45	7,13	-1,499	0,000382	1,000382
10	1,50	7,08	-1,551	0,000395	1,000395

Измерения провел студент (ка) группы______5А81___

______________Овчинникова Д.А.

^{(Фамилия И.О.)}

Дата_________29.05.2020_________

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

1. Используя формулу, определите цену деления прибора.

2. Используя формулу, рассчитайте показатель преломления. Найдите среднее значение.

3. Постройте график зависимости от давления P₀ воздуха в камере. Сделайте вывод.

Вывод:

По графику можно сделать вывод, что с ростом давления показатель преломления воздуха линейно увеличивается.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

Как зависит показатель преломления газов от давления при малых давлениях?

2. Вывести расчетную формулу

3. Почему в данной работе используется интерферометрический метод измерения ?

4. Изобразите упрощенную схему интерферометра.

5. Чем отличается верхняя дифракционная картина от нижней?

6. Как будет выглядеть дифракционная картина в монохроматическом свете?

7. Какова роль компенсатора прибора и как он устроен?

8. Что такое оптическая разность хода и как она определяется в данной работе?

9. Каков смысл множителя в соотношении ?

ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ

1 ) Линейно возрастает

2 ) ____________________________________________________________________3) Для вызова явления интерференции и получения информации по ее изображению в приборе.

4 )___________________________________________________________________5) они показывают интерференцию в разных камерах с различными параметрами.

________________________________________________________________________________________________________________________________________

6 )

7 )Две плоскопараллельные наклонные пластинки П1 и П2 образуют компенсатор прибора, они пересекают верхние, проходящие через камеры кюветы (К), световые лучи. Наклон одной из пластинок может меняться по отношению к проходящему сквозь неё пучку. Этим самым меняется и оптическая разность хода лучей, прошедших через камеры

8)__По приведенной формуле определяется оптическая разность хода

9)Значение  численно равно оптической разности хода на единицу изменения показания прибора

Выполнил студент (ка) группы____5А81____

_____________Овчинникова Д.А.____

^{(Фамилия И.О.)}

Проверил Преподаватель__________________

6