- •Часть 2
- •Предисловие
- •Измерение показателя преломления пластины по углу брюстера
- •Краткая теория
- •Физический смысл закона Брюстера
- •Порядок выполнения лабораторной работы 9 Описание установки
- •Порядок выполнения лабораторной работы 9
- •Контрольные вопросы к лабораторной работе 9
- •Лабораторная работа 10 определение постоянной стефана-больцмана при помощи оптического пирометра
- •Краткая теория
- •Описание методики измерений и экспериментальной установки
- •Порядок выполнения лабораторной работы 10
- •Контрольные вопросы к лабораторной работе 10
- •Лабораторная работа 11
- •Краткая теория
- •Описание экспериментальной установки и методики измерений
- •Порядок выполнения лабораторной работы 11
- •Контрольные вопросы к лабораторной работе 11
- •Лабораторная работа 12 исследование аберраций оптических систем
- •Краткая теория
- •Геометрические аберрации
- •Аберрации, обусловленные широкими пучками лучей
- •Сферическая аберрация
- •Аберрации, обусловленные тонкими внеосевыми наклонными пучками лучей
- •Астигматизм наклонных лучей
- •Дисторсия изображений
- •Хроматические аберрации
- •Описание методики измерений Задание 12.1. Измерения сферической и хроматической аберрации. Наблюдение комы
- •Порядок выполнения задания 12.1
- •Задание 12.2. Измерение астигматизма. Наблюдение дисторсии
- •Порядок выполнения задания 12.2
- •Контрольные вопросы к заданию 12
- •Лабораторная работа 13 измерения спектральных характеристик светофильтров
- •Краткая теория
- •Устройство спектрофотометра spekol
- •Порядок выполнения лабораторной работы 13
- •Контрольные вопросы к лабораторной работе 13
- •Лабораторная работа 14 определение радиуса кривизны линзы с помощью колец ньютона
- •Краткая теория
- •Экспериментальная установка
- •Определения радиуса кривизны поверхности линзы
- •Определение линейного увеличения
- •Порядок выполнения лабораторной работы 14
- •Лабораторная работа № 15 сравнение дифракционного и дисперсионого спектров
- •Краткая теория Дисперсия призмы
- •Дифракционная решетка
- •Краткое описание гониометра
- •Методика отсчета угловых координат: разрешение 1 минута
- •Ртутный фонарь фотон
- •Порядок выполнения лабораторной работы 15 Задание 15.1 Определение угловой дисперсии призмы
- •Задание 15.2 Определение угловой дисперсии дифракционной решетки
- •Задание 15.3 Сравнение дисперсионного и дифракционного спектров
- •Контрольные вопросы к лабораторной работе 15
- •Лабораторная работа № 16 измерение скорости света
- •Краткая теория
- •Астрономическое измерение скорости света
- •Лабораторные измерения
- •Фигуры Лиссажу
- •Процесс формирования фигур Лиссажу на экране осциллографа.
- •Порядок выполнения лабораторной работы 16 Описание установки
- •Задание 16.1 Измерение скорости света в воздухе
- •Задание 16.2 Измерение скорости света в прозрачных средах
- •Контрольные вопросы к лабораторной работе 16
- •Лабораторная работа № 17 проверка закона ламберта
- •Краткая теория
- •Сферический ламбертовский излучатель.
- •Описание экспериментальной установки
- •Порядок выполнения лабораторной работы 17
- •Обработка результатов эксперимента
- •Контрольные вопросы к лабораторной работе 17
- •Рекомендуемая литература
- •Часть 2
- •350040 Г. Краснодар, ул. Ставропольская, 149.
- •350040 Г. Краснодар, ул. Ставропольская, 149.
Описание экспериментальной установки и методики измерений
В работе используется стеклянная бипризма Б с показателем преломления n = 1,51, источником света служит He-Ne лазер Л с длиной волы λ = 6328 Å. Для расширения лазерного луча используется микрообъектив О (короткофокусный объектив от микроскопа), выходное отверстие которого играет роль диафрагмы (щели). Интерференционная картина проецируется на экран Э. Все элементы схемы установлены на рейтерах на оптическом рельсе, при этом обеспечена возможность необходимой юстировки всех элементов схемы (рис. 11.4).
Рис. 11.4. Схема экспериментальной установки
Выразим из формулу (11.19) преломляющий угол бипризмы θ
. (11.23)
Как следует из (11.23), если известны длина волны источника излучения и показатель преломления бипризмы, можно найти преломляющий угол бипризмы θ, измерив расстояние a и b и ширину интерференционной полосы Δx. Для более точного определения Δx можно измерить ширину интерференционной картины x на экране, подсчитать общее число светлых (или темных) полос и найти отношение этих величин.
Порядок выполнения лабораторной работы 11
Установить на оптический рельс элементы схемы в соответствии с рис. 11.4.
Включить лазер и отцентрировать все элементы схемы, используя юстировочные винты и направляющие. Практически параллельный лазерный луч после дефокусировки с помощью микрообъектива должен заполнить открытую поверхность бипризмы.
Установить экран на расстоянии 1–3 м от микрообъектива и, перемещая призму (в пределах 0,1–0,3 м от объектива), добиться получения на экране четкой структурированной системы параллельных светлых и темных интерференционных полос.
Измерить с помощью миллиметровой линейки расстояния a, b и ширину интерференционной картины на экране x и, подсчитав общее число светлых (или темных) полос N, определить ширину интерференционной полосы Δx = x/N (при расчете Δx можно ограничиться частью интерференционной картины, включающей 5–10 полос).
Рассчитать по формуле (11.23) преломляющий угол бипризмы θ, полагая n = 1,51, λ = 6328 Å (угол перевести в угловые минуты).
Пункты 3–5 повторить не менее трех раз, при различных положениях бипризмы и экрана. Оценить погрешность измерений. Результаты измерений и вычислений занести в таблицу.
Используя формулы (11.21) и (11.22) и результаты экспериментальных измерений, оценить максимально допустимые ширину щели s (диаметр диафрагмы) и спектральную ширину (немонохроматичность) источника излучения Δλ, при которых еще будет наблюдаться интерференция. Проанализировать полученные результаты.
Таблица 11.1
№ п/п |
a, м |
b, м |
Δx = x/N, Мм |
θ, угл. мин. |
θср, угл. мин. |
Δθ/θср·100% |
1 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
| ||
3 |
|
|
|
|