На рисунке представлено описание общего вида окна программы.
Установка и удаление приборов. Щелчок левой кнопкой мышки на соответствующем ящике открывает его дверцу. Следующий щелчок левой кнопкой мышки на приборе устанавливает его на оптической скамье.
Для удаления прибора с оптической скамьи необходимо установить указатель на область прибора и щелчком правой кнопки открыть окно его параметров. В этом окне нужно нажать кнопку "Удалить".
Кнопка "Пуск" выключает свет в лаборатории и включает установку. Соответственно, кнопка "Стоп" выполняет обратные действия.
Первые две установки, находящиеся в самом левом ящике, приводятся в рабочее состояние, после их расположения на скамье, дополнительным двойным щелчком левой кнопки на их изображении. Выключение работы этих установок также производится двойным щелчком левой кнопки в любом месте экрана.
Щелчок левой кнопки мышки на изображении книг вызывает соответствующую текстовую информацию или изменяет ее язык.
Часть 1
Поворот полусферы осуществляется мышкой. Для этого указатель мышки необходимо установить на область захвата (показана на рисунке). Когда указатель примет вид руки, нажать левую кнопку мышки и, удерживая ее, поворачивать полусферу.
Выключение работы установки производится двойным щелчком левой кнопки в любом месте экрана.
Часть 2
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
Часть 1
1. Соберите на оптической скамье оптическую схему, показанную на рисунке 4.
Включите красный луч. Необходимо, что бы ленточный пучок лазера попадал на центр полушара и проходил через ось симметрии транспортира.
|
|
2. Выберите из предлагаемой таблицы №1 и задайте на пульте показатель преломления окружающей среды n1 и показатель преломления материала полушара n2. По формуле (2) определите относительный коэффициент преломления n для этих материалов.
Рис 4
Таблица №1
Коэффициент преломления материалов (20°С, для излучения жёлтого цвета)
| Вещество | Коэффициент преломления |
| Оптические стёкла | 1,51 ÷ 1,805 |
| Алмаз | 2,4195 |
| Корунд (сапфир, рубин, А1203). | 1,768 |
| Хлорид серебра | 2,09 |
| Полистирол (15°С) | 1,592 |
| Полиметакрилметил (органическое стекло) | 1,491 |
| Лед (0°С) | 1,309 |
| Вода | 1,33 |
| Воздух | 1, 0003 |
3. Поворачивая полушар относительно центра в диапазоне 0÷90о, зарегистрируйте и занесите в таблицу №2 значения углов падения, отражения, преломления и вычислите синусы этих углов для 7÷8 положений плоской грани полушара.
Таблица №2
| № | Угол между плоской гранью полушара и горизонтом | Угол падения луча a | Sina | Угол отраже-ния лучаg | Угол прелом-ления лучаb | Sinb | Относитель-ный коэф-фициент преломления | Максимальная абсолютная погрешность измерения |
4. Для каждого положения грани полушара рассчитайте экспериментальный относительный коэффициент преломления n, используя формулу (1), и занесите результат вычислений в таблицу №2.
|
|
5. Определите максимальное отклонение измеренного значения относительного показателя преломления от его точной величины.
6. Считая, что угол падения a задаётся с точностью до Da=0.1о, а абсолютная погрешность отсчёта транспортира составляет половину цены деления, рассчитать относительную и абсолютную погрешность каждого измерения показателя преломления. Результаты занести в таблицу №2.
Относительная погрешность отношения 
считается по формуле:
Максимальная абсолютная погрешность измерений относительного показателя преломления:
7. Сформулируйте выражение, устанавливающее взаимосвязь между углом падения и отражения.
Сформулируйте выводы по проделанной работе.
Часть 2
1. Соберите на оптической скамье оптическую схему, показанную на рис. 5.
2. Выберите из предлагаемого окна работы материал полушара, показатель преломления которого нужно определить.
3. Поворачивая полушар относительно центра в диапазоне 90÷180о, зарегистрируйте и занесите в таблицу № 3 значения двух ближайших углов падения, один из которых соответствует появлению преломлённого луча. *
Рис. 5
Таблица № 3
| № | Угол между плоской гранью полушара и горизонтом | Угол паде-ния луча a | Угол преломле-ния лучаb | Средний угол падения aср= (a1+a2)/2 | Предельный угол полного внутреннего отражения | Материал и коэффициент преломления |
|
|
2.4. Для выбранного материала полушара по соотношению (5) рассчитайте, коэффициент преломления и занесите результат вычислений в таблицу № 3.
2.5. Определите по таблице 4 вид материала и рассчитайте относительное отклонение измеренного значения относительного показателя преломления от его точной величины.
Сформулируйте выводы по проделанной работе.
Таблица № 4
Коэффициент преломления материалов (20°С, для излучения жёлтого цвета)
| Вещество | Коэффициент преломления |
| Оптические стёкла | 1,51 ÷ 1,805 |
| Алмаз | 2,4195 |
| Корунд (сапфир, рубин, А1203). | 1,768 |
| Хлорид серебра | 2,09 |
| Полистирол (15°С) | 1,592 |
| Полиметакрилметил (органическое стекло) | 1,491 |
| Лед (0°С) | 1,309 |
| Вода | 1,33 |
| Воздух | 1, 0003 |
Контрольные вопросы
1. Что называют абсолютным показателем преломления материала?
2. Как соотносятся между собой угол падения излучения и угол отражения?
3. Поясните ход лучей снаружи и внутри плоско параллельной пластинки.
4. Предельный угол полного внутреннего отражения для алмаза 240. Как он изменится, если алмаз поместить в воду?
5. Зависят ли потери световой энергии в оптическом волокне от его изгиба?
6. Как доля энергии, исходящая от точечного источника из оптически более плотной среды в оптически менее плотную (см. рисунок 2) зависит от коэффициента преломления и почему?