физика Литвинова н. н. электромагнетизм конспект ответы ВОЛНОВАЯ ОПТИКА / Волновая оптика. Лаб

vk.com/club152685050

бором светофильтра (рекомендуется освещать индекс красным светом)­ .

Отсчетным устройством прибора является барабан 4, который соединен с системой диспергирующих призм. При повороте барабана поворачивается вся система призм и происходит перемещение спектра. Барабан имеет спиральную шкалу с делениями от 0° до 3500°. При повороте барабана на 3500° призмы поворачиваются на 9°43′20′′, что составляет 35000′′. Следовательно, при повороте барабана на одно малое деление призмы поворачиваются на 20′′.

Источниками света в данной работе являются спектральные лампы или спектральные газоразрядные трубки. ЛАМПЫ И ТРУБКИ СЛЕДУЕТ ВКЛЮЧАТЬ ТОЛЬКО НА ВРЕМЯ НАБЛЮДЕНИЯ!

Порядок выполнения работы и требования к отсчету

1. Градуировка шкалы барабана УМ-2.

Прежде чем переходить к определению длин волн спектральных линий, необходимо отградуировать прибор. Градуировка шкалы барабана УМ-2 в длинах волн производится с помощью источника с известным спектром испускания (табл. 1). Таким источником служит ртутная лампа. Последовательно совмещают с индексом различные линии ртути (от красной до фиолетовой) и делают отсчеты по барабану, отмечая цвет линий.

Затем измерения повторяют в обратном порядке. Результаты измерений записывают в табл. 2. По полученным значениям вы-

61

vk.com/club152685050

Таблица 2

числяют средний отсчет по барабану для каждой спектральной линии и, используя значения длин волн линий ртути, строят график зависимости угла отклонения от длины волны. График строят на миллиметровой бумаге.

2. Определение длин волн спектральных линий.

После градуировки ртутная лампа заменяется неоновой или кадмиевой. С помощью градуировочного графика следует определить длины волн ряда линий в спектре излучения исследуемого ­источника, отмечая их цвет и интенсивность (область спектра ­указывается преподавателем).

3. Определение дисперсии монохроматора УМ-2.

Дисперсия прибора различна в различных участках спектра. В данной работе следует определить угловую и линейную дисперсию для следующих участков спектра: 0,40 мкм; 0,45 мкм; 0,50 мкм; 0,55 мкм; 0,60 мкм; 0,65 мкм; 0,70 мкм. Величины Dϕ численно равны тангенсу угла наклона касательной к градуировочной кривой (находится по градировочному графику с учетом цены деления барабана). Для вычисления линейной дисперсии необходимо значение угловой дисперсии перевести в радианы на микрометр и умножить на фокусное расстояние зрительной трубы F = 270 мм. Полученные данные заносятся в табл. 3.

62

vk.com/club152685050

По полученным данным строится график зависимости линейной дисперсии монохроматора от длины волны.

Контрольные вопросы

 1. В чем состоит явление дисперсии света?

 2. Объясните принцип работы монохроматора.

 3. Что служит диспергирующим элементом, какова его роль?

 4. Что такое дисперсия спектрального прибора, как она зависит от длины волны?

 5. Как дисперсия прибора связана с дисперсией вещества призмы?

63

vk.com/club152685050

Лабораторная работа № 10

ВИРТУАЛЬНЫЕ ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ ПО ОПТИКЕ

В пакет входят четыре компьютерные работы, включающие ла- бораторно-практические занятия по темам: «Дифракция», «Дисперсия», «Интерференция» и «Эффект Вавилова–Черенкова». Последняя работа может быть рекомендована как в разделе «Оптика», так и в курсе «Квантовая физика».

Все работы построены по одинаковому плану. При запуске программы вначале появляется окно с правилами работы с программой. Пример такой инструкции приведен на рис. 1.

Далее открывается окно, в котором приводятся правила выполнения работы и теоретические сведения о разделе. Они включают описание явления и необходимые формулы (рис. 2 и рис. 3). К этому и другим справочным разделам студент может возвращаться на любом этапе выполнения работы.

После входа в окно с конкретным подразделом студенту демонстрируется исследуемое явление и предлагаются тесты и виртуальные экспериментальные задания из подраздела.

ВАШИ ДЕЙСТВИЯ

Читайте управляющую строку! Не торопитесь! Не нажимайте клавиши наугад. Обдумайте свои действия и только потом нажмите нужный ключ.

В главном меню выбор упражнения осуществляется нажатием клавиши «y» (YES)- да, или ENTER. Нажатие других ключей – переход к следующему упражнению.

Если Вы хотите прервать выполнение программы и быстрее перейти к следующей ее части, то попробуйте нажать ESC. Ключ F1 вызывает справочный материал по выполняемому упражнению. Ключ F2 вызывает справочник, который Вы сейчас читаете. Ключ F9 сообщает параметры и режим работы Вашего компьютера. Вы можете включать и отключать звуковое сопровождение: для этого нажмите одновременно две клавиши Shift и

# -для отключения звука, Shift и $ для его включения.

Если Вы запутались, и на экране происходит что-то странное, то проще всего выйти полностью из программы, нажав вместе две клавиши CTRL-BREAK.

Однако имейте в виду, что указанные действия компьютер иногда игнорирует. Итак, резюме:

*************************************************************************************************************

CTRL – BREAK -полный выход из программы

*************************************************************************************************************

Нажмите пробел

Рис. 1. Окно с правилами работы

64

vk.com/club152685050

Нажмите пробел

Рис. 2. Окно с названием лабораторной работы

Рис. 3. Окно с теоретическими сведениями

Необходимо иметь в виду, что по каждому подразделу для получения высокой оценки надо рассмотреть несколько (3–4) примеров опытов и расчетных заданий. После выполнения заданий студент переходит в окно следующего подраздела.

65

vk.com/club152685050

Выбирайте упражнение!

БУДЕМ ВЫПОЛНЯТЬ ЭТО УПРАЖНЕНИЕ? <y/n>

Рис. 4. Окно с отдельными заданиями

После выполнения заданий всех подразделов автоматически выставляются оценки за работу. Они демонстрируются преподавателю, который дает общую оценку работе студента.

В качестве документа о выполнении этих лабораторных работ не предполагается написание отчета в обычном понимании. По окончании работы необходимо предъявить преподавателю: а) результаты решения предлагаемых в этих компьютерных работах задач; б) записи и краткие выводы по проведенным виртуальным экспериментам. Также предполагаются ответы на контрольные вопросы­ .

Для выполнения лабораторных работ необходимо, кроме теоретической информации, заключенной в самой работе, заранее ознакомиться с теорией явления, приведенной в учебных пособиях.

66

vk.com/club152685050

Библиографический список

1. Савельев, И. В. Курс общей физики. СПб.: Лань, 2006. 496 с. 2. Калитеевский, Н.И. Волновая оптика. СПб.: Лань, 2006.

383 с.

3. Иродов И.Е. Волновые процессы. Основные законы. М.: Бином. Лаборатория знаний. 2007. 263 с.

4. Общие правила выполнения лабораторных работ по физике. Лабораторный практикум / И. И. Коваленко, Н. П. Лавровская, Е. В. Рутьков, С. П. Фадеев; СПб ГУАП. СПб., 2010. 56 с.

67

68