Задание 1

Определение периода дифракционной решетки

Приборы и принадлежности: 1) катетометр; 2) дифракционная решетка.

Дифракционные решетки широко используются в лабораторной практике для производства спектрального анализа излучения источников света.

На штативе вертикально расположена модель дифракционной решетки, представляющей собой прозрачную пластинку с большим числом непрозрачных штрихов, разделенных прозрачными промежутками. Штрихи расположены на равных расстояниях друг от друга. Расстояние между серединами соседних штрихов называется постоянной (периодом) решетки.

1. Навести трубу катетометра на первый сверху штрих дифракционной решетки и снять первый отсчет по масштабной сетке в мм (иметь в виду, что катетометр дает перевернутое изображение). Отсчитать пять периодов и записать положение следующего (шестого сверху) штриха дифракционной решеткив мм. Затем пропустить еще пять периодов и записать положение следующего (одиннадцатого сверху) штриха решеткив мм и т.д.

Выполнив описанным выше способом шесть измерений и закончив серию измерений, поднять каретку катетометра вверх и вновь повторить серию измерений, пройдя по тем же штрихам и начиная с первого сверху.

Таким способом произвести не менее трех серий измерений.

Результаты измерений занести в заранее заготовленную таблицу (табл. 6).

Таблица 6

№ п/п	Номер штриха	мм	, мм	мм	, мм
1	0
2	5
...	...

2. По результатам табл. 6 определить среднее арифметическое значение периода решетки.

(2.2)

где N — полное число измеренных периодов в серии.

Определить погрешность, с которой найдено значение периода. При этом, если разброс отдельных значений ,, не превышает удвоенной предельной приборной погрешности катетометра_пр, то погрешность периода решетки определить по формуле

_пр / 5. (2.3)

Если значения обладают случайным разбросом, т.е., то для оценки величиныдостаточно воспользоваться расчетом по методу Корнфельда:

(2.4)

где и— соответственно наибольшее и наименьшее значения периодов.

Задание 2

Изучение закона Гука

Приборы и принадлежности: 1) катетометр; 2) пружина; 3) набор разновесков.

Всякое тело под действием приложенных к нему сил деформируется, т.е. изменяет свои размеры и форму. В том случае, когда после снятия сил тело принимает первоначальные размеры и форму, деформация называется упругой.

Если к концам пружины приложить равные по величине, противоположно направленные силы F, то под действием этих сил пружина растянется на некоторую величину . При упругих деформациях, как показывает опыт, удлинение пружиныоказывается пропорциональным величине приложенных силF, т.е.

(2.5)

где k — коэффициент пропорциональности, называемый жесткостью пружины. Утверждение о пропорциональности между упругой силой и деформацией называется законом Гука.

1. Прикрепить к укрепленной на штативе струбцине пружину, к свободному концу которой подвесить чашку для разновесов. Навести трубу катетометра на натянутую на чашке нить и записать начальный отсчет для ненагруженной пружины в мм.

Снять зависимость растяжения пружины (мм) от массы нагрузкичерез каждые 15-20 г. Наводку трубы катетометра каждый раз производить по нити.

Произвести 8-10 измерений так, чтобы полная масса нагрузки пружины составила 150-200 г. Результаты измерений занести в заранее заготовленную таблицу (табл. 7).

Таблица 7

Номер	1	2	3	...
, г	0			...
, мм				...
, мм	0			...

2. По данным табл. 7 построить график зависимости . При условии выполнения закона Гука график этот представляет собой прямую линию. Угловой коэффициент наклона этой прямой к осиопределит, как это следует из формулы (2.5), жесткость пружины.

Рассчитать, пользуясь построенным графиком, жесткость пружины k и оценить погрешность этого результата . Достаточно точным методом определения величинk и служит метод парных точек (см.«Правила построения и обработки графиков»). При этом погрешность коэффициента может быть оценена по методу Корнфельда:

(2.6)

где и— максимальное и минимальное значения угловых коэффициентов, полученных методом парных точек.