Обработка результатов измерений

Проводимая методика эксперимента относится к классу косвенных измерений [2,3], поскольку искомая величина определяется не непосредственно, а посредством расчета по формуле.

В соответствии с методикой определения погрешности при косвенных измерениях, используя полученные данные:

1. Вычисляют средние значения S_ср. Результат помещают в таблицу.

2. Вычисляют значение d или a по рабочей формуле и результат записывают в табл. 1 или 2, соответственно.

3. Вычисляют средние значения d_ср и a_ср. Результат записывают в соответствующие таблицы.

4. Вычисляют величину погрешности измерения периода решётки _d и ширины щели _a. При этом руководствуются тем, что вклад в результирующую погрешность в разной степени вносят погрешности измерения каждой из физических величин, входящих в рабочие формулы. Следуя стандартной методике расчета погрешностей [2,3]:

,

.

где _- погрешность значения длины волны, которую можно принять равной 0,01 нм; _Lm - погрешность в измерении расстояния L_m, _l - погрешность в измерении расстояния l, _S- погрешность в измерении расстояния до экрана S. Последние три погрешности можно принять равными погрешности измерительного прибора - линейки (как правило, эта величина составляет 0,05 см).

5. Общий результат записывается в виде:

,

.

В этой формуле - коэффициент Стьюдента, учитывающий, что число проведенных опытов невелико [3]. Для трех опытов значение можно принять равным 2,8.

Учебно-исследовательская работа

В данной работе необходимо провести определение максимального порядка дифракционного максимума для данной длины волны света и данной дифракционной решетки, а также и угловую дисперсию дифракционной решетки.

1. После обсуждения с преподавателем вычислить максимально возможный порядок с учетом полученного периода решетки, оценить возможность наблюдения максимального порядка максимума с помощью лабораторной установки.

2. Используя формулу (4.4), оценить угловую дисперсию решетки. Для этого предлагается после обсуждения с преподавателем оценить величину угла  для определенного порядка максимума дифракционной картины (например, m=1 или m=2).

Вопросы к отчету

1. Что представляет собой свет с точки зрения волновой и корпускулярной теорий?

2. Опишите явление дифракции с помощью рассуждений Френеля.

3. Опишите явление дифракции от узкой щели.

4. Что такое дифракционная решетка? Чем отличается распределение интенсивности света, полученное от решетки, от распределения интенсивности света, полученное в случае одной щели?

5. После ознакомления с установкой объясните порядок действий при проведении измерений.

6. Как определяется погрешность проводимых измерений длины световой волны?

Литература

1. Элементарный учебник физики: В 3 т. / Под ред. Г.С. Ландсберга. Т.2. М.: Наука, любой год издания.

2. Руководство к лабораторным занятиям по физике / Под ред. Л.Д. Гольдина. М.: Наука, любой год издания.

3. Методические указания к оформлению отчетов по лабораторным работам по физике / Сост.: Л.А. Евсеева. Сарат. политехн. ин-т, Саратов, 1985.

4. Савельев И.В. Курс общей физики: В 3 т. Т.2. М.: Наука, любой год издания.