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

laba305

.doc
Скачиваний:
41
Добавлен:
30.03.2016
Размер:
137.73 Кб
Скачать

Министерство Путей Сообщения

Российской Федерации

Петербургский Государственный Университет

Путей Сообщения

Кафедра Физики

Отчет по лабораторной работе № 305

Определение радиуса кривизны линзы с помощью колец Ньютона “

Выполнил: студент Проверил:

Лаxманов А.А. Козловская Р.Т.

Группа АТК -102

ЭТ факультет

Санкт-Петербург

2002 г.

Цель работы : определение радиуса кривизны линзы R с помощью интерференции. Рекомендуется измерить диаметры темных колец Ньютона (поскольку их измерение выполняется более точно, чем светлых).

Краткое теоретическое обоснование : работа выполняется на следующей установке : исследуемая линза вместе с правой помещается на предметный столик Q микроскопа, имеющего бинокулярную насадку O. С помощью винта V осуществляется грубая фокусировка, более тонкая – с помощью винтов q. В осветителе d, находится источник света S – лампочка, силу света которой можно регулировать потенциометром. Р – полупрозрачная стеклянная пластинка, установленная под углом к оси микроскопа и отражающая лучи света от источник света S на линзу. Лучи света, отраженные от границ воздушной прослойки между линзой и стеклянной пластинкой, проходят через пластинку Р и попадают в глаз наблюдателя. К – светофильтр, пропускающий лучи света определенной длины .

Таблица измерительных приборов

№ п/п

Наименование прибора

Система прибора

Класс

точности

Предел измерений

Цена деления

Погрешность

1

Изм. шкала1

мех.

1

0-35 мм

1

±0,5

2

Изм. шкала2

мех.

1

50-140 мм

1

±0,5

3

Изм. шкала3

мех.

1

0-800 дел

1

±0,5

ТАБЛИЦЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ

№ кольца

Отсчеты по шкале

Dm, мм

R, cм

dR, см

dR^2, cм2

, м =

A

B

0,00000063

15

6

59

5,272

73,52906

14,12925

199,6358

14

6

38

5,104

73,84018

13,81813

190,9407

Rср, см =

13

6

18

4,944

74,61275

13,04556

170,1868

87,65831181

12

6

2

4,816

76,69926

10,95905

120,1008

11

5

79

4,632

77,40052

10,25779

105,2223

cумма dR^2 =

10

5

54

4,432

77,94692

9,711391

94,31112

990,9609157

9

5

33

4,264

80,16621

7,492104

56,13162

8

5

7

4,056

81,60286

6,055455

36,66853

7

4

81

3,848

83,9405

3,717813

13,82213

6

4

54

3,632

87,24487

0,413444

0,170936

5

4

20

3,36

89,6

-1,94169

3,770153

№ кольца

Отсчеты по шкале

Dm, мм

R, cм

dR, см

dR^2, cм2

, м =

A

B

0,000000572

15

6

39

5,112

76,14378

15,47412

239,4484

14

6

21

4,968

77,05115

14,56675

212,1902

Rср, см =

13

6

4

4,832

78,49726

13,12064

172,1512

91,61789775

12

5

85

4,68

79,77273

11,84517

140,3081

11

5

63

4,504

80,60242

11,01548

121,3408

cумма dR^2 =

10

5

41

4,328

81,86881

9,749087

95,04469

1115,747683

9

5

18

4,144

83,39518

8,222715

67,61304

8

4

96

3,968

86,01958

5,598317

31,34116

7

4

67

3,736

87,14845

4,469446

19,97595

6

4

40

3,52

90,25641

1,361487

1,853648

5

4

13

3,304

95,42322

-3,80532

14,48045

№ кольца

Отсчеты по шкале

Dm, мм

R, cм

dR, см

dR^2, cм2

, м =

A

B

0,00000056

15

6

28

5,024

75,12076

14,95236

223,573

14

6

11

4,888

76,18796

13,88516

192,7977

Rср, см =

13

5

93

4,744

77,28549

12,78763

163,5234

90,07312047

12

5

72

4,576

77,90095

12,17217

148,1617

11

5

52

4,416

79,1439

10,92922

119,4479

cумма dR^2 =

10

5

31

4,248

80,56029

9,512835

90,49403

1075,598948

9

5

8

4,064

81,92508

8,148041

66,39057

8

4

84

3,872

83,66286

6,410263

41,09148

7

4

57

3,656

85,24449

4,828631

23,31567

6

4

38

3,504

91,35429

-1,28117

1,641384

5

4

2

3,216

92,34514

-2,27202

5,162086

0ОБРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ

РЕЗУЛЬТАТОВ

Одно деление шкалы объектива микроскопа вычисляется как:

Cм = 8*10-3 / 2 мм

См = 4*10-3 мм

Диаметр К-того кольца в миллиметрах вычисляется по формуле:

Dк = 2 * Nк * См (1)

где Nк – радиус К-того кольца в делениях шкалы

К – номер кольца

См – масштаб деления шкалы

Значения диаметров для каждого из колец для 3 светофильтров вычислены по формуле (1) и занесены в соответствующие таблицы.

Радиус кривизны линзы можно найти по следующей формуле:

R = Dк ^ 2 / 4 * K *  (2)

где Dк – диаметр К-того кольца

К – номер кольца

 - длина волны, соответствующая одному из 3 светофильтров

Значения радиуса кривизны также занесены в соответствующие таблицы.

Рассчитаем теперь радиус кривизны линзы при различных значениях длины волны.

  1.  = 630 нм =0.00000063 м

Найдем отклонение Ri для каждого значения Ri.

Ri = Rср – Ri (3)

Значения Ri, вычисленные по формуле (3), занесены в таблицы.

Найдем среднее квадратическое отклонение от R. Оно вычисляется во следующей формуле:

см

Найдем теперь случайную погрешность величины R.

cм.

R = Rслуч = 5.4419 см.

R = 87.7  5.5 cм.

  1.  = 572 нм =0.000000572 м

Найдем отклонение Ri для каждого значения Ri.

Ri = Rср – Ri (4)

Значения Ri, вычисленные по формуле (4), занесены в таблицы.

Найдем среднее квадратическое отклонение от R. Оно вычисляется во следующей формуле:

см

Найдем теперь случайную погрешность величины R.

cм.

R = Rслуч = 5.7743 см.

R = 91.6  5.8 cм.

  1.  = 560 нм =0.00000056 м

Найдем отклонение Ri для каждого значения Ri.

Ri = Rср – Ri (5)

Значения Ri, вычисленные по формуле (5), занесены в таблицы.

Найдем среднее квадратическое отклонение от R. Оно вычисляется во следующей формуле:

см

Найдем теперь случайную погрешность величины R.

cм.

R = Rслуч = 5.6695 см.

R = 90.1  5.7 cм.

ВЫВОД

В ходе проведенной работы (при 3-х светофильтрах) были получены результаты:

  1. =630 нм: R = 87.7  5.5 cм.

2) =572 нм: R = 91.6  5.8 cм.

  1. =560 нм: R = 90.1  5.7 cм.

Во всех случаях погрешность радиуса кривизны линзы определяется случайной погрешностью этой величины.

Соседние файлы в предмете Физика