Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет

КАФЕДРА ФИЗИКИ ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ N2 по дисциплине "Ф И З И К А" «ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЛИНЫ СВЕТОВОЙ ВОЛНЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БИПРИЗМЫ» Преподаватель: студент гр. 0341 Чернокульский В.В. Санкт-Петербург 2001

Цель работы: Определение длины световой волны интерферен­ционным методом.

Выполнению работы должно предшествовать тщательное изуче­ние разд. "Интерференция. Общие сведения."

Экспериментальная установка состоит из оптической скамьи с мерной линейкой; бипризмы Френеля, закрепленной в держателе;

источника света с светофильтром; раздвижной щели; окуляра со шкалой. Взаимное расположение элементов установки соответст­вует схеме, приведенной на рис. П.2.

Источником света служит лампа накаливания. Светофильтр (зе­леный или другой), расположенный перед лампой, пропускает оп­ределенную, которую и надлежит изучить, часть спектра излучения лампы.

На оптической скамье, снабженной линейкой с миллиметровыми делениями, помещены укрепленные на держателях вертикальная щель S , бипризма Р и окуляр 0 . Ширину щели можно изменять с помощью винта, находящегося в верхней части ее оправы. Щель и бипризма могут быть повернуты вокруг вертикальной, а бипризма и вокруг горизонтальной осей. Для получения отчетливых полос интерференционной картины необходимо, чтобы плоскости щели и основания бипризмы были параллельны. Это достигается соответствующим поворотом бипризмы или щели.

Окуляр 0 служит для наблюдения интерференционной карти­ны. Для измерения расстояния между полосами он снабжен шкалой.

Указания по проведению эксперимента

1. Включить лампу и убедиться, что свет от нее падает сим­метрично на обе половины бипризмы. Для этого расширить щель и приложить к бипризме кусок белой бумаги. Если свет падает на бипризму несимметрично относительно ее ребра, то следует пе­реместить бипризму вправо или влево.

2. Сузить щель, поставить ее параллельно ребру бипризмы и поместить бипризму примерно посередине между щелью и окуляром».

3. Проверить, достаточно ли отчетливо видны деления окулярной шкалы. Отчетливость изображения шкалы достигается перемещением трубки окуляра вдоль оптической оси.

4. Рассмотреть интерференционные полосы через окуляр и . небольшим вращением бипризмы вокруг горизонтальной оси до­биться наибольшей четкости линий.

5. Сосчитать, сколько интерференционных полос заключается между двумя разными номерами N₁ и N₂ делений окулярной шка­лы (первую полосу, совпадающую с делением шкалы, не считать). Если этих полос m, то mx=(N­₂-N₁)C

где Х - расстояние между полосами, С - цена деления оку­лярной шкалы. Определить этим способом m три раза, выбирая каждый раз различные участки шкалы (разные N₁ и N₂ ).

6. Измерить расстояния а и (a+b) по линейке на опти­ческой скамье. Положения щели, бипризмы и окулярной шкалы отмечены штрихами на основаниях соответствующих держателей.

Обработка результатов:

№ измерения	N1, дел	N2, дел	m	x,мм	С=0,1 мм n=1,52 x=0,05 ()A=0,0061рад a=276мм, b=194мм
1	49	55	5	0,12
2	31	37	5	0,12
3	81	86	5	0,1

x=(N­₂-N₁)C/m

x_ср=0,11667 мм

Расчет среднеквадратических отклонений:

Расчет случайной погрешности По Стьюденту:

t_P,N=4,3 ;

Расчет полной погрешности:

Результат в округленной форме:

с вероятностью 95%

₀=2a(n-1)x/(a+b)

₀₁=487 нм

₀₂=487 нм =487 нм

₀₃=393 нм - промах

Формула для расчета доверительной погрешности длины волны

(a,x,b)

_=_Xa_X+_aa_a+_ba_b=0,215 нм

=0+0,215 нм

=487+0,215 нм

Вывод: В лабораторной работе по определению длины световой волны с использование бипризмы Френеля была получена длина волны =487+0,215 нм . Наличие большого отклонения от истинного значения обуславливается малым количеством измерений и наличием промаха в измерениях ₀₃.