Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

оптика / Лабы / 4лаба

.doc
Скачиваний:
23
Добавлен:
02.04.2015
Размер:
160.26 Кб
Скачать

Министерство образования Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова

(технический университет)

Отчёт по лабораторной работе № 4

По дисциплине: Физика

(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)

Тема: Изучение преломления света призмой. Изучение дисперсии света.

Выполнил: студент гр. ЭР-03-1 ______________ /Попов П.П./

(подпись) (Ф.И.О.)

ОЦЕНКА: _____________

Дата: __________________

Проверил: ____________ /Мезенцев А.П./

(подпись) (Ф.И.О.)

Санкт-Петербург

2004 год.

Цель работы: Измерение показателя преломления стекла для лучей нескольких длин волн и построение графика зависимости показателя преломления от длины волны.

Определение преломляющего угла призмы

1 . Повернуть столик так, чтобы призма была обращена преломляющим ребром в сторону коллиматора (рис. 6).

2. Повернуть зрительную трубу так, чтобы в неё попадал свет, отражённый от одной из граней призмы. При этом должна быть видна узкая линия светло-голубого цвета. Совместить визир с серединой изображения и определить положение зрительной трубы φ1 по отсчётному устройству.

3. Не меняя положения столика с призмой, повернуть зрительную трубу так, чтобы в неё входил свет, отражённый от другой грани призмы. Навести визир на середину изображения входной щели и определить φ2.

4. Найти разность полученных отсчётов Δφ. Из рис. 6 видно, что Δφ равна удвоенному преломляющему углу призмы. Из четырёхугольника DBEO:

360о – Δφ + 2β +2α = 360о.

Отсюда

γ = α + β = Δφ/2.

Таблица 1

Номер измерения

Отсчет слева

, град

Отсчет справа

, град

1

294˚17’19”

186º17´31´´

107º59´48´´

53º59´58´´

0º0´18´´

2

294º17´20´´

186º18´51´´

107º58´29´´

53º59´15´´

3

294º17´18´´

186º17´41´´

107º59´37´´

53º59´48´´

Определение угла наименьшего отклонения

Угол наименьшего отклонения должен быть определён для жёлтой*), зелёной и фиолетовой линий ртути.

1. Повернуть столик с призмой так, чтобы свет, выходящий из коллиматора, падал на грань АВ под некоторым углом (рис. 7).

2. Повернуть зрительную трубу так, чтобы в окуляр была видна одна из линий, например, фиолетовая. Если необходимо, дополнительно сфокусировать окуляр.

3. Найти то положение призмы, при котором угол отклонения минимален. Для этого, наблюдая в трубу, поворачивать от руки в одном направлении столик с призмой. При этом изображение щели будет передвигаться по полю зрения и в некоторый момент времени начнет двигаться в обратном направлении, несмотря на то, что вращение столика продолжается в том же направлении. Момент изменения направления движения изображения щели и есть то положение призмы относительно коллиматора, при котором световые лучи идут под наименьшим углом отклонения.

4. Найдя положение наименьшего отклонения, совместить визир зрительной трубы с серединой спектральной линии. Слегка повернув столик в обоих направлениях, убедиться, что установка соответствует углу наименьшего отклонения. После этого отсчитать угол поворота зрительной трубы по лимбу. Выполнить измерение трижды, каждый раз сбивая настройку и вновь устанавливая столик с призмой в положение угла наименьшего отклонения.

5. Настроить призму на угол наименьшего отклонения для другой длины волны и получить отсчеты. Выполнить настройку и провести измерение и для третьей длины волны излучения ртути.

6. Повернуть столик с призмой так, чтобы свет из коллиматора попадал на грань призмы ВС (рис. 7, пунктирная линия). Повторить все действия, описанные в п.п. 2 – 5 для всех длин волн.

7. Рассчитать удвоенный угол наименьшего отклонения как разность отсчётов положения зрительной трубы при падении света на грань АВ и ВС.

n = (sin (γ + δ)/ 2)/(sin (γ/2)).

Таблица 2

Спектральная линия

Отсчет положения зрительной трубы, град

Удвоенный угол наим. отклонения

нм

грань АВ

грань ВС

град

град

Град

579

1. 27º04´03´´

2. 27º03´38´´

3. 27º18´15´´

1. 306º29´31´´

2. 306º25´39´´

3. 306º25´41´´

279º25´28´´

279º22´1´´

279º7´26´´

139º42´44´´

139º41´1´´

139º33´43´´

0º2´2´´

546,1

1. 27º18´16´´

2. 27º18´04´´

3. 27º18´10´´

1. 306º11´24´´

2. 306º11´18´´

3. 306º11´37´´

278º53´8´´

278º53´14´´

278º53º27´´

139º26´34´´

139º26´37´´

139º26´45´´

0º0´4´´

435,8

1. 28º53´49´´

2. 28º53´09´´

3. 28º53´25´´

1. 304º51´45´´

2. 304º48´27´´

3. 304º50´18´´

275º57´56´´

275º55´18´´

275º54´53´´

137º58´53´´

137º57´39´´

137º57´56´´

0º0´29´´

Определение показателя преломления

Таблица 3

λ0, нм

γ, град.

δ, град.

γ/2, град.

sinγ/2

n

∆n

579

53º59´40´´

139º38´58´´

26º59´50´´

0,454

96º49´19´´

0,993

2,187

0,37

546,1

139º26´39´´

96º43´9´´

0,994

2,189

0,37

435,8

137º58´09´´

95º58´45´´

0,996

2,194

0,36

Формулы для расчета погрешности

1. Случайная погрешность измерений:

.

2. Погрешность косвенных измерений показателя преломления стекла:

.

2 . Cтроим график, по оси абсцисс откладываем длину волны, по оси ординат – показатель преломления. Масштабы по обеим осям выбираем в соответствии с пределами изменения длины волны и показателя преломления.

Окончательный результат

Показатель преломления стекла для красных лучей (2,187±0,37), для зеленых лучей (2,189±0,37), для фиолетовых лучей (2,194±0,36).

Призма разлагает лучи в спектр по значениям показателя преломления, который для прозрачного стекла с увеличением длины волны уменьшается. То есть красные лучи отклоняются призмой слабее, чем фиолетовые. Из полученной зависимости n=f(λ) делаем вывод, что имеем дело с нормальной дисперсией.

*.

Соседние файлы в папке Лабы