Порядок выполнения работы

1. Убедившись, что световая заслонка 6 (рис.2) закрыта (этим прекращается доступ света в прибор), включить источник света. Включить лампочку освещения шкалы барабана монохроматора с помощью тумблера 1, расположенного на корпусе монохроматора 4.

2. Установить на барабане 5 монохроматора нужную длину волны (от 2200 до 2900 дел.) и ввести в световой пучок более толстую кювету. Открыв световую заслонку, снять отсчет по микроамперметру I₁и закрыть затвор.

3. Не меняя установки барабана, ввести в световой пучок более тонкую кювету. Открыть затвор и снять отсчет по микроамперметру I₂(предел измерения микроамперметра определяется по указателю на шунте).

4. Повторить пп.2 и 3 для всех выбранных длин волн. Результаты измерений записать по форме:

Деления барабана	 (по графику), Å	I1, мкА	I2, мкА			см-1
2200 2250 … 2900

5. Закончив измерения, выключить освещение шкалы микроамперметра, освещение барабана монохроматора, а также источник света.

В отчете следует привести схему установки, рабочую расчетную формулу, таблицу результатов измерений, график зависимости kотдля всего исследованного спектрального интервала и расчет погрешности измерений коэффициента поглощения жидкости.

Работа3. Определение показателя преломления воздуха интерферометром жамена Общие сведения

Интерференцией света называется сложение световых пучков, ведущее к образованию светлых и темных полос. Свет представляет собой электромагнитные волны. Как и всякие волны, световые волны могут интерферировать.

Если две световые волны придут в одну точку в одинаковой фазе, они будут усиливать друг друга. В этой точке образуется светлый участок интерференционной картины. В тех же точках пространства, в которые волны приходят в противоположных фазах, они будут ослаблять друг друга и там будет темный участок картины интерференции.

Таким образом, результат интерференции зависит от разности фаз интерферирующих волн. Чтобы картина интерференции в каждой точке пространства не менялась со временем, необходимо, чтобы разность фаз была постоянной. В противном случае в каждой точке пространства волны будут то усиливать, то ослаблять друг друга и глаз, воспринимая усредненную картину, не обнаружит интерференционных полос. Следовательно, наблюдать интерференционную картину можно лишь в том случае, если интерферирующие волны имеют строго одинаковую частоту и постоянную разность фаз.

Источники света и испускаемые ими лучи, удовлетворяющие указанным требованиям, называются когерентными.

Интерферометр Жамена (рис.1) состоит из двух одинаковых стеклянных плоских пластин 1 и 2, посеребренных с одной стороны. Параллельный пучок света от источника 3 падает на пластину 1. Часть света отражается от ее передней грани, а другая часть, преломившись, отражается от задней посеребренной грани. Таким образом, из пластины 1 выходят уже два пучка светаАиВ, взаимно когерентные, поскольку исходят из одного и того же источника света. Каждый из этих пучков, попав на пластинку 2, еще раз раздваивается, и из нее выходят уже четыре пучкаа,б,в,г, причем пучкибивнакладываются друг на друга. Если пластины 1 и 2 параллельны, то разность хода в пучкахбивбудет по всему сечению равна нулю. В результате интерференции пучки усиливают друг друга и в зрительную трубу 4 мы увидим интерференционное поле равномерно освещенным.

Если одна из пластин немного наклонена относительно другой, то пучки бивбудут не параллельными, а наклоненными подуглом друг к другу. Разность хода между ними уже не будет постоянной по сечению пучков, а будет линейно меняться от точки к точке.В поле зрения окуляра зрительной трубы 4 появятся чередующиеся светлые и темные интерференционные полосы.

Наклоном одной из пластин можно менять и ориентацию, и ширину интерференционных полос. Допустим, что в оба пучка света введены одинаковые по длине и заполненные воздухом кюветы с прозрачными торцевыми окнами. Тогда, как уже было сказано, с помощью зрительной трубы можно будет наблюдать интерференционные полосы. Если затем закачивать в одну из кювет воздух (т.е. повышать давление в ней), то полосы интерференции начнут перемещаться за счет появления дополнительной разности хода лучей Δ. При интерференционная картина перемещается на одну полосу. Смещению картины наkполос соответствует разность ходаk.

Разность хода лучей

,

где n₂иn₁– показатели преломления веществ, заполняющих кюветы толщиной.

При смещении интерференционной картины на k полос имеем

. (1)

Зная ,иn₁по уравнению (1) можно определить показатель преломленияn₂, сосчитав число полосk, на которое сместилась при этом интерференционная картина.

Если перемещение полос вызвано только изменением показателя преломления газа в одной из ветвей интерферометра, то дифференцируя соотношение (1) имеем

, (2)

где k– число, показывающее, на сколько полос сместилась наблюдаемая интерференционная картина.

В частности, это изменение может быть обусловлено изменением давления газа. Как известно, показатель преломления газа линейно связан с давлением газа, т.е.

, (3)

где p– давление газа.

Дифференцируя последнее соотношение, получим

, (4)

где – коэффициент пропорциональности, в соответствии с формулами (2) и (4)

.

Зная , нетрудно вычислить по формуле (3) показатель преломления для газа любого давления.