Добавил:
Адепт твердотельной электроники, последователь учений Михайлова Н.И. Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Лабы 3 Семестр / 0207 Маликов Отчет Лабораторная работа №4.docx
Скачиваний:
3
Добавлен:
21.06.2024
Размер:
157 Кб
Скачать
☆

Обработка результатов измерений

1. Рассчитаем средние значения углов ±m , ±m= ±m - 0 и значения параметра ai = sin ±m/m, (где ai = λi/d, i = 1,2,3 ):

1.1 Рассчитаем значение ±m = :

Желтый

0

1

2

3

+m

98◦31’

97◦12’

96◦24’

95◦01’

-m

98◦23’

99◦30’

100◦43’

101◦30’

Зеленый

0

1

2

3

+m

98◦10’

97◦08’

96◦01’

94◦54’

-m

98◦07’

99◦09’

100◦13’

101◦18’

Синий

0

1

2

3

+m

98◦23’

97◦15’

96◦30’

95◦58’

-m

98◦15’

99◦10’

99◦52’

100◦32’

1.2 Рассчитаем значение ±m= ±m - 0:

Желтый

0

1

2

3

+m

0

1◦19’

2◦07’

3◦30’

-m

0

1◦07’

2◦20’

3◦07’

Зеленый

0

1

2

3

+m

0

1◦02’

2◦09’

3◦56’

-m

0

1◦02’

2◦06’

3◦11’

Синий

0

1

2

3

+m

0

1◦08’

2◦33’

2◦60’

-m

0

1◦35’

1◦37’

2◦17’

1.3 Рассчитаем значение ai = sin ±m/m:

Желтый

1

2

3

ai

0,0181

0,0172

0,0183

ai

0,0178

0,0183

0,0171

Зеленый

1

2

3

ai

0,0170

0,0174

0,0177

ai

0,0169

0,0172

0,0171

Синий

1

2

3

ai

0,0179

0,0161

0,0144

ai

0,0161

0,0114

0,0161

1.4 Вычислим значение :

По формуле: =

Желтый

0,0178

Зеленый

0,0172

Синий

0,0154

2. Рассчитаем значение погрешности для коэффициента a:

, где Таким образом, получим:

= 0,001

3. Определим среднеквадратичное отклонение:

3.1 Для желтого света:

Sa-= = 0,00022

3.2 Для зеленого света:

Sa-= = 0,00015

3.3 Для синего света:

Sa-= = 0,00089

4. Определим случайную погрешность по коэффициенту Стьюдента при N=6 и P=95%: tp,N=2,6 – по таблице:

4.1 Для желтого света:

= tp,N∙ Sa => = 0,0006

4.2 Для зеленого света:

= tp,N∙ Sa => = 0,0004

4.3 Для синего света:

= tp,N∙ Sa => = 0,0023

5. Рассчитаем полную погрешность результатов измерений, при Ѳa=0,001:

5.1 Для желтого света:

= => =0,0012

5.2 Для зеленого света:

= => =0,0011

5.3 Для синего света:

= => =0,0025

6. Запишем результаты измерений, учитывая, что (i = 1 – желтый свет, i = 2 – зеленый свет, i =3 – синий свет):

a1 = 0,0178 ± 0,0012

a2 = 0,0172 ± 0,0011

a3 = 0,0154 ±0,0024

7. Вычислим значение постоянной дифракционной решетки:

7.1 Выведем формулу погрешности методом переноса погрешностей и рассчитаем её:

, при этом:

В конечном итоге, получим:

, где = = = 3,17∙10-5 [м]

Таким образом:

2,05 [мкм]

Запишем результат измерений:

d = (3,2 ± 0,2)∙10-5 [м]

8. Вычислим значение длины волны для желтого и синего света:

λ1 = ∙ = 0,0178∙3,17∙10-5 = 0,564 [мкм]

λ3 = ∙ = 0,0154∙3,17∙10-5 = 0,488 [мкм]

Таким образом, для желтого и синего света получим:

51,85 [нм]

81,94 [нм]

Конечные результаты измерений:

λ1 = 564 ± 52 [нм]

λ2 = 546 ± 5 [нм]

λ3 = 488 ± 82 [нм]

9. Вычислим угловую дисперсию решётки для жёлтого, зелёного и синего участков спектра, а также разрешающую силу R решётки:

По условию, длина решётки: L = 1,5 [см].

Найдём число штрихов на решётке:

N = = ≈ 473

Определим угловую дисперсию:

Пример вычислений:

= =31550,85

Определим разрешающую способность решетки:

R = mN

При m = 1: R = 1∙473 = 473; При m = 3: R = 3∙473 = 1419.

Вычислим минимальный интервал длин волн:

△λ =

Пример вычислений:

△λ = = 1,15 [нм]

Результаты всех вычислений занесем в таблицу:

Цвет спектральной линии

Угловой коэффициент

Длина волны

Порядок спектра

R

Минимальный интервал длин волн

Желтая

0,0178 ± 0,0012

564 ± 52

1

31550,85

473

1,19

3

94729,60

1419

0,39

Зеленая

0,0172 ± 0,0011

546 ± 5

1

31550,30

473

1,15

3

94769.46

1419

0,38

Синяя

0,0154 ±0,0024

488 ± 82

1

31550,76

473

1,03

3

94810,67

1419

0,34

ВЫВОД

В ходе данной лабораторной работы, были получены данные, на основании которых были получены значения параметров дифракционной решётки: постоянная дифракционной решётки, количество штрихов на решётке, угловую дисперсию и разрешающую силу. Также, были получены значения длин волн жёлтого и синего света, а именно: λ1 = 564 ± 52 [нм], λ3 = 488 ± 82 [нм]. Сравнивая полученные значения с табличными, можно сделать вывод о том, что, с учетом погрешности, результаты вычислений верны. При этом, относительно высокая погрешность связана с неточностью измерений в ходе лабораторной работы.