ЛР04_Овчинникова_5А81
.pdfТомский 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.
1
Интерференция волн - явление перераспределения интенсивности в пространстве, связанное со сложением когерентных волн.
Максимум интенсивности наблюдается если ∆ = 2 ( – целое число)
Минимум интенсивности наблюдается при ∆ = 2 ( + 0,5)
Оптическая разность хода ∆ = 2 − 1 = 2 ∙ 2 − 1 ∙ 1
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
2
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) |
|
|
|
, |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
− |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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_________
3
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?
4
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)
5
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
показания прибора
Выполнил студент (ка) группы____5А81____
_____________Овчинникова Д.А.____
(Фамилия И.О.)
Проверил Преподаватель__________________
6