- •Общие указания Охрана труда и техника безопасности при проведении лабораторных работ
- •Требования к оформлению отчетов
- •Библиографический список
- •Обработка результатов измерений
- •Правила обработки результатов прямых Измерений
- •I. Учет случайных составляющих неопределенности (погрешности)
- •II. Учет неопределенностей, обусловленных систематическими ошибками
- •III. Промахи
- •IV. Доверительный интервал в общем случае
- •Обработка результатов косвенных измерений
- •Работа 60: резонанс в электрическом колебательном контуре
- •1. Цель работы
- •2. Основные теоретические положения
- •Принцип метода измерений и рабочая формула
- •Измеряемый объект
- •Описание лабораторной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Вычисления и обработка измерений
- •8. Контрольные вопросы
- •Работа 61. Измерение диэлектрической восприимчивости вещества методом резонанса в колебательном контуре
- •1. Цель работы
- •2. Основные теоретические положения
- •3. Измеряемый объект
- •4. Метода измерений, схема установки и рабочая формула
- •5. Порядок выполнения работы
- •6. Контрольные вопросы
- •1. Цель работы
- •2. Краткая теория исследуемого явления
- •3. Принцип метода измерений и рабочая формула
- •4. Измеряемый объект
- •5. Экспериментальная установка в статике и динамике
- •6. Порядок выполнения работы
- •6. Контрольные вопросы
- •Работа 63. Определение показателя преломления стекла интерференционным методом
- •1. Цель работы
- •2. Краткая теория исследуемого явления
- •3. Принцип метода измерения и рабочая формула
- •4. Измеряемый объект
- •5. Экспериментальная установка
- •6. Порядок выполнения работы
- •7. Наставление по обработке результатов и выводу формул
- •8. Контрольные вопросы
- •Работа 64. Определение длины волны излучения лазера при помощи бипризмы френеля
- •1. Цель работы
- •2. Краткая теория исследуемого явления
- •3. Измеряемый объект
- •4. Принцип метода измерения
- •5. Экспериментальная установка в статике и динамике
- •6. Порядок выполнения работы
- •7. Обработка результатов измерений
- •8. Контрольные вопросы
- •Работа 65. Определение радиуса кривизны линзы при помощи наблюдения интерференционной картины «кольца ньютона»
- •1. Цель работы
- •2. Краткая теория исследуемого явления
- •3. Принцип метода и рабочая формула
- •4. Измеряемый объект
- •5. Описание лабораторной установки
- •6. Порядок выполнения работы
- •7. Обработка результатов измерений
- •8. Контрольные вопросы
- •Работа 66. Исследование дисперсии света на стеклянной призме
- •1. Цель работы
- •2. Основные теоретические положения
- •3. Принцип метода измерения и рабочая формула
- •4. Измеряемый объект
- •5. Установка в статике
- •6. Настройка спектроскопа (установка в динамике)
- •7. Порядок выполнения работы
- •8. Контрольные вопросы
- •Работа 67. Исследование спектра ртутной лампы при помощи дифракционной решетки
- •1. Цель работы
- •2. Основные теоретические положения
- •3. Измеряемый объект
- •4. Описание лабораторной установки
- •5. Порядок выполнения работы
- •6. Контрольные вопросы
- •Работа 68. Изучение дифракционной решетки и определение длин волн линий ртути
- •1. Цель работы
- •2. Краткая теория исследуемого явления
- •3. Измеряемый объект
- •4. Принцип метода и рабочая формула
- •5. Экспериментальная установка
- •6. Порядок выполнения работы
- •7. Обработка результатов измерений
- •8. Контрольные вопросы
- •Работа 69. Определение длины световой волны лазера с помощью дифракционной решетки
- •1. Цель работы
- •2. Краткая теория исследуемого вопроса
- •3. Измеряемый объект
- •4. Принцип метода измерения и рабочая формула
- •5. Экспериментальная установка в статике и динамике
- •6. Порядок выполнения работы
- •7. Обработка результатов измерений
- •8. Контрольные вопросы
- •Работа 70. Изучение дифракции фраунгофера на одной и двух щелях
- •1. Цель работы
- •2. Краткая теория исследуемого явления
- •3. Принцип метода измерения и рабочая формула
- •4. Измеряемый объект
- •5. Экспериментальная установка
- •6. Порядок выполнения работы
- •8. Наставление по обработке результатов и выводу формул
- •9. Контрольные вопросы
- •Работа 71. Измерение степени поляризации частично поляризованного света
- •1. Цель работы
- •2. Краткая теория исследуемого явления
- •3. Экспериментальная установка для измерения степени поляризации частично поляризованного света в статике
- •4. Принцип метода измерения (действия установки) и рабочая формула
- •5. Порядок выполнения работы
- •6. Контрольные вопросы
- •Работа 72. Изучение поляризации света
- •1. Цель работы
- •2. Краткая теория исследуемого явления
- •3. Принцип метода измерения и рабочая формула
- •4. Измеряемый объект
- •5. Экспериментальная установка
- •6. Порядок выполнения работы
- •8. Наставление по обработке результатов и выводу формул
- •9. Контрольные вопросы
- •Работа 73. Ознакомление с работой газового лазера
- •1. Цель работы
- •2. Краткая теория исследуемого явления
- •3. Принцип метода измерения и рабочие формулы
- •4. Измеряемый объект
- •5. Экспериментальная установка в статике и динамике
- •6. Порядок выполнения работы
- •7. Обработка результатов измерения
- •8. Вопросы для проверки
- •Работа 74. Измерение глубины царапин и высоты выступов на поверхностипри помощи микроинтерферометра линника
- •1. Цель работы
- •2. Краткая теория исследуемого явления
- •3. Принцип метода измерения и рабочая формула
- •4. Измеряемый объект
- •5. Экспериментальная установка
- •6. Порядок выполнения работы Настройка микроинтерферометра
- •Измерения на интерферометре
- •Приближенное измерение глубины канавок
- •Измерение с помощью винтового окулярного микрометра мов-1-16х
- •Измерение величины интервала между полосами
- •Измерение величины изгиба полос
- •Вычисление высоты неровности
- •7. Наставление по обработке результатов и выводу формул
- •8. Контрольные вопросы
- •Содержание
4. Принцип метода и рабочая формула
Пусть на дифракционную решетку перпендикулярно к ее поверхности падает плоская монохроматическая волна (рис. 2).
Рис. 2
Геометрическая разность хода между лучами равна
. (2)
Совместное решение уравнений (1) и (2) позволяет определить направления, для которых колебания от отдельных щелей взаимно усиливают друг друга
dsinφ = mλ. (3)
Равенство (3) называется условием главных дифракционных максимумов.
Если на дифракционную решетку падает немонохроматический свет и за ней расположить экран, то на нем мы увидим дифракционный спектр, представленный на рис. 3. В спектре присутствуют четыре спектральные линии: желтая, зеленая, синяя и фиолетовая.
Рис. 3
Следовательно, если известен период решетки d, расстояние от решетки до экрана L и расстояние между дифракционными максимумами на экране Х (рис. 4), то формула (3) преобразуется в
(4)
и длины волн в спектре ртути могут быть рассчитаны по формуле
. (5)
Рис. 4
5. Экспериментальная установка
Основными элементами установки (рис. 5) являются: ртутная лампа в защитном кожухе 1, щель 2, собирающая линза 3, дифракционная решетка 4, собирающая линза 5 и экран 6. Все элементы крепятся на оптической скамье 7. Ртутные пары, заполняющие лампу 1, нагреты до высокой температуры. Испускаемые ртутными парами лучи проходят через щель 3. Прошедшие через щель лучи попадают на собирающую линзу 4. Отверстие щели 3 совпадает с фокусом линзы 4. Поэтому лучи направляются на дифракционную решетку перпендикулярно ее поверхности. Собирающая линза 5 формирует изображение щели на экране 6. На экране 6 видны центральный интерференционный максимум нулевого порядка, а также максимумы первого порядка для различных волн видимого спектра. Так как дифракционная решётка угловая, то максимумы расположены с одной стороны. При установке такой решётки угол между нормалью к плоскости решётки и падающим на неё лучом должен быть равен 25º. При этом центральный интерференционный максимум нулевого порядка должен находиться точно на нулевой отметке шкалы экрана.
7 6 5 4 3 2 1
Рис. 5
6. Порядок выполнения работы
1. С помощью линейки или по шкале оптической скамьи определить расстояние L между экраном и дифракционной решеткой. Измерение проводится однократно.
2. С помощью линейки или по шкале экрана определить расстояние между первыми дифракционными максимумами поочередно для всех наблюдаемых линий. Число измерений указывается преподавателем. Результаты записать в таблицу по форме 1.
Форма 1
№ линии |
Название линии спектра излучения |
Расстояние между максимумами первого порядка X, мм |
Xcр, мм |
||
1 |
2 |
… |
|||
1 |
Желтая |
|
|
|
|
2 |
Зеленая |
|
|
|
|
3 |
Синяя |
|
|
|
|
4 |
Фиолетовая |
|
|
|
|