- •Содержание
- •Лабораторные работы
- •Предисловие
- •Физические измерения. Обработка и оформление результатов измерений
- •Погрешности прямых измерений
- •Элементы теории погрешностей
- •Учет инструментальной и случайной погрешностей
- •Исключение промахов
- •Пример обработки результатов прямых измерений
- •Погрешность косвенных измерений а. Числовая оценка и погрешность косвенных измерений
- •Б. Учет погрешностей, обусловленных неточностью математических и физических констант, табличных данных и т.Д.
- •Некоторые советы и рекомендации к расчетам и вычислениям
- •Графические методы обработки результатов измерений
- •Примерный план отчета по лабораторному исследованию
- •Изучение статистических методов обработки опытных данных
- •Порядок выполнения работы
- •Вопросы
- •Определение момента инерции тел методом трифилярного подвеса
- •О писание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Сложение гармонических взаимно перпендикулярных колебаний
- •Описание прибора
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы и упражнения
- •Литература
- •Определение скорости звука в воздухе интерференционным методом
- •Описание экспериментальной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Определение вязкости жидкости по методу стокса
- •Описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Вязкость водных растворов глицерина
- •Определение отношения удельных теплоемкостей газа методом адиабатического расширения (метод Клемана и Дезорма)
- •Теория метода и описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Определение влажности воздуха при помощи психрометра
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Исследование свойств поверхностного слоя жидкости
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Знакомство с основными электроизмерительными приборами Основные электроизмерительные приборы
- •Из приведенной относительной погрешности к можно рассчитать абсолютную (приборную) погрешность а рабочего электроизмерительного прибора
- •Краткая характеристика некоторых систем приборов
- •Многопредельные приборы
- •Правила пользования многопредельными приборами
- •Вспомогательные электрические приборы и оборудование. Сборка электрических схем
- •О монтаже электроизмерительных установок
- •Правила техники безопасности при монтаже электрических схем и производстве измерений
- •Порядок выполнения работы
- •Измерение температуры терморезистором
- •Описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Измерение температуры термопарой
- •Описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Изучение работы полупроводникового диода
- •О писание установки
- •Основные данные плоскостных полупроводниковых диодов
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Изучение работы электронного осциллографа
- •Описание экспериментальной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Определение горизонтальной составляющей вектора индукции магнитного поля земли
- •Элементы земного магнетизма
- •Р ис. 3. Внешний вид и схема включения тангенс-буссоли. Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Измерение размеров малых объектов с помощью микроскопа
- •Описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Определение показателя преломления жидкости
- •О писание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Б) результаты измерений занесите в таблицу:
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Исследование линейчатых спектров испускания
- •Описание ртутной лампы
- •Длины волн некоторых линий спектра ртути
- •Порядок выполнения работы
- •Описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Определение концентрации сахара в растворе поляриметром
- •Описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Изучение работы газового лазера
- •Описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Изучение закона радиоактивного распада
- •Описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
Порядок выполнения работы
1. Подготовка прибора к работе:
а) расположите источник света так, чтобы наблюдения проводились в проходящем свете;
б) откиньте верхнюю призму рефрактометра и пипеткой нанесите на нижнюю призму 2–3 капли дистиллированной воды;
в) опустите верхнюю призму; фиксируя окуляр, получите резкие изображения поля зрения, визира и шкалы;
г) перемещая зрительную трубу, получите в поле зрения границу свет – тень. Линия должна быть резкой и без цветовой окраски. Последнее достигается поворотом рукоятки компенсатора;
д) совместить визир с границей раздела свет – тень. При правильной настройке рефрактометра показание шкалы при этом должно соответствовать показателю преломления воды n = 1,333 (при 20°С).
2. Исследование зависимости показателя преломления раствора NaCl от концентрации:
а) измерьте показатели преломления n раствора NaCl различной концентрации С. Для этого на нижнюю призму нанесите поочередно растворы различной концентрации и, совмещая визир с границей раздела свет – тень, определите по шкале показателя преломления растворов. Для каждого раствора измерение показателя преломления производите три раза и найдите среднее nср.;
Б) результаты измерений занесите в таблицу:
С, % |
n1 |
n2 |
n3 |
nср. |
|
|
|
|
|
в) постройте график зависимости показателя преломления от концентрации n = f(C);
г) измерьте показатель преломления nx, раствора неизвестной концентрации. Определите по графику концентрацию Сx этого раствора.
Контрольные вопросы
1. Сформулируйте законы отражения и преломления света. В чем заключается физический смысл абсолютного показателя преломления среды? Что такое относительный показатель преломления?
2. Что называется предельным углом преломления?
3. В чем заключается явление полного внутреннего отражения?
4. Что называется углом полного отражения?
5. Опишите устройство рефрактометра.
6. Начертите ход лучей в рефрактометре в проходящем и отраженном свете.
7. С какой целью применяется рефрактометр в медико-биологических и химических исследованиях?
8. В чем заключается принцип работы световодов?
Литература
Лаврова И.В. Курс физики. – М.: Просвещение, 1981. – § 86.
Лабораторная работа № 17
Исследование линейчатых спектров испускания
Приборы и принадлежности: спектроскоп, ртутная лампа, пускатель ртутной лампы, лампа накаливания, неоновая лампа, ЛАТР.
Линейчатые спектры испускания возникают, если источником излучения является газ или пар при низком давлении.
Лучеиспускание атомов является следствием перехода его с более высокого энергетического уровня Е2 на низкий Е1. В этом случае частота испускаемого монохроматического излучения определяется условием:
Е2 – Е1 = h,
где h = 6,6210-34 Джс – постоянная Планка.
Излучение линейчатых спектров испускания позволяет исследовать строение атома. Широко используется в науке и технике спектральный анализ, т.е. изучение состава тел по их линейчатым спектрам испускания. В настоящее время разработаны методы не только качественного, но и количественного спектрального анализа.
Существует много методов и способов получения линейчатых спектров испускания тел:
а) окрашенного пламени, б) электрической искры и дуги, в) газового разряда.
Окрашенное пламя получают путем ввода в бесцветное пламя газовой горелки исследуемых металлов в виде кристаллов или в растворе, которым пропитывают вводимый в пламя асбест. Благодаря высокой температуре пламени происходит распад молекул солей металлов, их испарение и возбуждение образовавшихся ионов.
Электрическая дуга применяется при исследовании металлических сплавов, из них приготовляют порошки, которые вводятся в угольные электроды дуги. В электрической искре исследуются спектры солей и минералов, растворенных в воде и кислотах, для чего часто применяют разряд между платиновым электродом и поверхностью жидкого раствора.
Газовый разряд в трубках, содержащих газ или пар при низком давлении, используется для изучения спектра этих газов и паров.
Линейчатые спектры наблюдаются визуально при помощи спектроскопов или фотографируются при помощи спектрографов.
Спектроскопом называется прибор, служащий для пространственного разделения лучей различных длин волн, причем наблюдение полученного спектра в целом или отдельных спектральных линий производится визуально. Ход лучей в простом спектроскопе, применяемом в данной работе, схематически изображен на рис. 1. Спектроскоп состоит из следующих частей: коллиматора А, призмы Р, оптической трубы В и трубы С, которые укреплены на общем основании.
В коллиматоре расположена вертикальная щель S, ширина которой может изменяться. Коллиматор должен дать параллельный пучок лучей света от исследуемого источника М на призму Р, поэтому щель S устанавливается в фокальной плоскости его объектива О1.
В трубе С находится объектив О3 и горизонтальная шкала N с равномерными делениями, освещаемая лампой накаливания. Прозрачные штрихи шкалы видны на темном фоне. Шкала установлена в фокальной плоскости объектива О3. Освещающие ее лучи падают на призму Р параллельным пучком.
В поле зрения окуляра трубы В одновременно видны изображение спектра, полученного при преломлении в призме Р света от исследуемого источника М, и изображение шкалы N, полученное отражением лучей, идущих из трубы В, от грани призмы.
Призма спектроскопа обычно устанавливается под углом наименьшего отклонения для лучей, идущих от исследуемого источника света, что позволяет устранить до известной степени недостатки качества изображения, даваемого призмой.
Цель работы заключается в градуировании шкалы спектроскопа. Для этого используется богатый линиями спектр ртутной лампы ПРК-4. Ртутно-кварцевая лампа представляет собой лампу дугового разряда в парах ртути.