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 mx=(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
xср=0,11667 мм
Расчет среднеквадратических отклонений:
Расчет случайной погрешности По Стьюденту:
tP,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)
=XaX+aaa+bab=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.