- •Методическое руководство по выполнению лабораторных работ
- •Фокальные плоскости и фокусы
- •Главные плоскости и точки. Узловые точки
- •Формула оптической системы
- •Экспериментальная установка и методика измерений
- •Метод определения кардинальных точек сложной оптической системы
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов эксперимента
- •Расчёт погрешностей
- •Вопросы для подготовки к отчёту
- •Моделирование оптических приборов и определение их увеличения
- •Основные теоретические положения
- •Экспериментальная установка и методика измерений
- •Порядок выполнения работы Моделирование зрительных труб Кеплера и Галилея
- •Моделирование микроскопа
- •Расчёт погрешностей
- •Вопросы для подготовки к отчёту
- •Определение расстояния между щелями в опыте юнга
- •Основные теоретические положения
- •Экспериментальная установка и методика измерений
- •Порядок выполнения работы
- •Пространственная когерентность
- •Объем когерентности
- •Экспериментальная установка и методика измерений
- •Порядок выполнения работы
- •Дифракция Фраунгофера на щели
- •Дифракция Фраунгофера на двух щелях
- •Одномерная дифракционная решётка
- •Теорема Бабине. Дополнительные экраны
- •Экспериментальная установка и методика измерений
- •Порядок выполнения работы с объектом мол-01 Определение длины волны излучения дифракционным методом на двумерной квадратной дифракционной решётке. Определение ширины щели
- •Дифракция на щели и двух щелях одинаковой ширины
- •Дифракция на круглом отверстии. Теорема Бабине
- •Дифракция на круглом отверстии. Увеличение разрешающей способности при экранировании центра
- •Порядок выполнения работы с объектом мол-02 Определение длины волны излучения дифракционным методом на щели и одномерной решётке
- •Одномерная дифракционная решётка
- •Дифракция на двух и более щелях (переход к диф. Решётке). Кратность величин bиd.
- •Дифракция на круглом отверстии. Теорема Бабине
- •Дифракция на круглом отверстии. Увеличение разрешающей способности при экранировании центра
- •Дифракция на прямоугольном отверстии
- •Порядок расчета погрешностей
- •Вопросы для подготовки к отчёту
- •Исследование явления дифракции света методом Френеля
- •Основные теоретические положения
- •Принцип Гюйгенса-Френеля
- •Метод Зон Френеля. Дифракция на круглом отверстии
- •Дифракция Френеля на диске. Пятно Пуассона
- •Зонная пластинка.
- •Экспериментальная установка и методика измерений
- •Порядок выполнения работы
- •Порядок расчета погрешностей
- •Вопросы для подготовки к отчёту
- •Исследование спектров поглощения и пропускания
- •Основные теоретические положения
- •Характеристики фильтров оптического излучения
- •Экспериментальная установка и методика измерения
- •Порядок выполнения работы
- •Внимание:
- •Обработка результатов эксперимента
- •Расчёт погрешностей Ошибки при спектрофотометрических измерениях
- •Вопросы для подготовки к отчёту
- •Литература
- •Приложение
- •Вычисление случайной погрешности прямых измерений.
- •Метод наименьших квадратов
- •Вычисление полной погрешности измерений
Вопросы для подготовки к отчёту
1. Сформулируйте закон поглощения света Бугера и Ламберта – Бера.
2. Объясните полученный график зависимости коэффициента пропускания от длины волны.
3. Выведите расчетную формулу (из выражения (7.9)).
4. Выведите закон поглощения света.
Литература
1. Ландсберг Г. С. Оптика: Учеб. пособ. для вузов. – 5-изд., перераб. и доп.: Наука, 1976. – 929 с.
2. Калитиевский Н. И. Волновая оптика: Учеб. пособ. для вузов. – 3-изд., перераб. и доп. – М.: Высш.шк., 1995. – 463 с.
3. Лебедева В. В. Экспериментальная оптика: Оптические материалы. Источники, приемники, фильтрация оптического излучения: Учеб. для вузов. – М., Изд-во Моск. ун-та, 1994. – 364 с.
4. Лабораторный практикум по физике / Под ред. Барсукова К. A. и Уханова Ю. И.. M. : Высшая школа, 1988.
5. Практикум по спектроскопии/ Под ред. Левшина Л. В.. М.: Издательство московского университета. 1976. С. 315.
6. Лабораторный практикум по физике / Под ред. Ахматова A. C.. М. : Высшая школа, 1980.
7. Зайдель А. Н., Островская Г. В., Островский Ю. И. Техника и практика спектроскопии. 1976. М. Наука. С. 387
8. Портис А. Физическая лаборатория. M. : Наука, 1988.
9. Матвеев А. Н. Оптика. М.: Высшая школа, 1985.
Приложение
Все сценарии расчёта погрешностей содержат, как правило, набор стандартных вычислений. Это стандартные методики расчёта погрешностей прямых и косвенных измерений, суммирования случайной и приборной погрешности, метод наименьших квадратов [ ]. Методика расчета косвенных измерений подробно изложена в []. Для облегчения вычисления этих погрешностей в каждом описании лабораторной работы приводятся соответствующие формулы. Кратко опишем остальные методики.
Вычисление случайной погрешности прямых измерений.
Если величина Xв одинаковых условиях эксперимента определяетсяNраз, то схема расчёта следующая:
1. Находят среднее значение величины по формуле
. (п1)
2. Находят среднее квадратичное отклонение
. (п2)
3. Задают доверительную вероятность p0и по табл. п1 для данного числа измеренийNнаходят коэффициент СтъюдентаCN.
Таблица № п1 Коэффициенты Стьюдента CN
N |
p0 | |||||||
0.5 |
0.6 |
0.7 |
0.8 |
0.9 |
0.95 |
0.98 |
0.99 | |
2 |
1.00 |
1.38 |
2.0 |
3.1 |
6.3 |
12.7 |
31.8 |
63.7 |
3 |
0.82 |
1.06 |
1.3 |
1.9 |
2.9 |
4.3 |
7.0 |
9.0 |
4 |
0.77 |
0.98 |
1.3 |
1.6 |
2.4 |
3.2 |
4.5 |
5.8 |
5 |
0.74 |
0.94 |
1.2 |
1.5 |
2.1 |
2.8 |
3.7 |
4.6 |
6 |
0.73 |
0.92 |
1.2 |
1.5 |
2.0 |
2.6 |
3.4 |
4.0 |
7 |
0.72 |
0.90 |
1.1 |
1.4 |
1.9 |
2.4 |
3.1 |
3.7 |
8 |
0.71 |
0.90 |
1.1 |
1.4 |
1.9 |
2.4 |
3.0 |
3.5 |
9 |
0.71 |
0.90 |
1.1 |
1.4 |
1.9 |
2.3 |
2.9 |
3.4 |
10 |
0.70 |
0.88 |
1.1 |
1.4 |
1.8 |
2.3 |
2.8 |
3.3 |
|
0.68 |
0.85 |
1.0 |
1.3 |
1.6 |
2.0 |
2.3 |
2.6 |
.(п3)
Метод наименьших квадратов
В случае уравнения регрессии вида коэффициентыAиBнаходятся по формулам (п4), а их погрешностии– по формулам (п5), в которых величинаопределена формулой (п6).
,(п4)
,(п5)
. (п6)
Если , то величинаAи её погрешностьнаходятся по формулам
, (п7)
. (п8)