 |
Оформление результатов работы.
|
|
|
|
5.4.1. Полученные результаты измерений вводятся в компьютер.
С помощью компьютера выполняются следующие действия:
· Рассчитывается преломляющий угол призмы - по формуле (18).
· Рассчитывается показатель преломления материала призмы для каждой спектральной линии по формуле (17).
· Оценивается максимальная погрешность, допущенная при измерении показателя преломления по формуле
 ,
гдеΔn - абсолютная погрешность определения показателя преломления,
Δφ - абсолютная погрешность измерения углов, выраженная в
радианах. Для гониометра Г-5 Δφ = 5'' = 0.24·10-4 рад.
· Строится график зависимости полученных показателей преломления призмы n от длины световой волны λ.
Длины волн спектральных линий ртути приведены в приложении 1.
· Определяются по графику значения ne, nf и nc по их длинам волн и вычисляется средняя дисперсия δnпо формуле (19),
· Результаты вычислений выводятся на экран монитора.
|
5.4.2. Результаты вычислений компьютера внесите в таблицу 3.
Таблица 3
| РЕЗУЛЬТАТЫ ВЫЧИСЛЕНИЙ | ||||||||
| λ,нм | n | Δ n | 
| ne | nf | nc | δn | Тип и марка стекла |
5.4.3. Для идентификации типа и марки стекла используются параметры ne и δn = nf─nc (о параметрах подробнее смотри в пункте 5.5). Сравните полученные вами значения ne и δn = nf─nc со значениями этих параметров в таблице Приложения 2. При этом полученные значения ne и δn должны быть максимально близкими к табличным значениям, находящимся в одной строке. По этой строке определите тип и марку стекла, из которого сделана призма и внесите их в таблицу 3.
|
|
|
5.4.4. Данные для построения графика занесите в таблицу 4.
Таблица 4
| λ,нм | n | λ,нм | n |
5.4.5. По данным таблицы постройте график зависимости показателя преломления материала призмы от длины световой волны n = f (λ).
На графике отметьте положение нормированных ГОСТом длин волн λe, λf, λc и впишите соответствующие им значения показателей преломления.
Основные дисперсионные характеристики оптических стекол
Оптическое бесцветное стекло является основным материалом для изготовления оптических деталей приборов - линз, призм, зеркал и тому подобных. Зачастую это требует знания дисперсии материала во всём используемом диапазоне длин волн. Однако в ряде случаев для характеристики дисперсионных свойств материала достаточно использовать лишь некоторые параметры. Эти же параметры используются для идентификации материала.
Согласно ГОСТа 23136 для определения типа и марки бесцветных стекол выбраны три номинальных параметра – показатели преломления исследуемого стекла в спектрах паров ртути и кадмия:
1) ne -показатель преломления на длине волны λe = 546.07 нм зелёной линии спектра паров ртути;
2) nf - показатель преломления на длине волны λf = 480 нм голубой линии спектра паров кадмия;
3) nc - показатель преломления стекла на длине волны λc = 643.8 нм красной линии спектрапаров кадмия.
По измеренным показателям преломления исследуемого стекла на различных длинах волн видимого спектра строится график зависимости n = f (λ) и по этому графику находятся значения показателей преломления для трех нормированных длин волн.
Затем по ne и средней дисперсии
δn = nf - nc, (19)
используя таблицы оптических характеристик стекол, определяются тип и марка стекла.
|
|
|
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
6.1. Что такое абсолютный и относительный показатели преломления?
6.2. Что такое дисперсия света и что такое дисперсия вещества?
6.3. Что такое нормальная и аномальная дисперсия? При каких условиях она наблюдается?
6.4. Как связаны диэлектрическая проницаемость среды и её показатель преломления?
6.5. В чем суть электронной теории дисперсии света? Получите формулу для показателя преломления на основании этой теории.
6.6. Приведите формулу для нахождения показателя преломления по углу наименьшего отклонения. В чем особенность хода луча при данном методе?
6.7. Изложите порядок измерения показателя преломления по углу наименьшего отклонения лучей призмой.
ЛИТЕРАТУРА
1. Зисман Г.А., Тодес О.М. Курс общей физики, т.3. М. Наука.
1972г. с.30 - 46.
2. Савельев И.В. Курс общей физики, т.2. М. Наука.
1987г. с.443-452.
3. Лабораторные занятия по физике. Под ред. Гольдина Л.Л. М. Наука. 1983г. с.408 - 414.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
ДЛИНЫ ВОЛН СПЕКТРАЛЬНЫХ ЛИНИЙ ИЗЛУЧЕНИЯ РТУТНОЙ ЛАМПЫ
| Цвет линии | Яркость, отн. ед. | Длина волны, нм |
| Синий | 40 | 433,9 434,7 435,83 |
| Голубой | 20 | 491,6 497,0 510,3 |
| Зеленый | 100 | 529,0 529,9 546,07 |
| Желто-зеленый | 567,6 | |
| Желтый | 50 50 | 578,5 580,58 |
| Желто-оранжевый | 1 | 594,49 |
| Красный | 8 | 615,39 619,35 |
Яркости линий, приведенные в таблице, указаны по отношению к наиболее яркой линии с длиной волны lе =546,07 нм, значение яркости которой принято за 100 условных единиц.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
|
|
|
