Выполнение работы
Принципиальная схема установки [3]
| Схема | Обозначения |
Рис. 3. Схема установки
Расчётные формулы [4]
Расчётная формула для неизвестной длины волны:
λ x =,
| где |
Расчётная формула для радиуса кривизны линзы:
R =,
| где |
Порядок выполнения работы
Светофильтр с известной длиной волны λэ, светофильтр с неизвестной длиной волны λ x, цвет и номера колец, параметры измерения (диаметры D или радиусы r) задаются согласно вашему варианту.
1. Поместите на пути светового пучка от осветителя светофильтр, который дает свет с известной длиной волны λэ.
2. Измерьте диаметры D или радиусы r трёх колец. Измерения проведите не менее трех раз. Найдите среднее арифметическое D ср или r ср. Данные занесите в табл.1.
3. Поместите на пути светового пучка светофильтр, который даёт свет с неизвестной длиной волны λ x. Проведите измерения согласно пункту 2. Данные также занесите в табл. 1.
Таблица 1
| Цвет светофильтра и его l, нм | Номер кольца[5] | Номер изме-рения | Отсчеты по шкале | Среднее значение диаметра кольца[6], D ср, м | Среднее значение радиуса кольца, r ср, м | |||
| слева | справа (для D), в центре (для r) | D или r кольца, в дел. | Среднее значение D или r кольца, в дел. | |||||
| Светофильтр с известной длиной волны (эталонный)[7] lэ, нм | ||||||||
| Светофильтр с неизвестной длиной волны l х, нм | ||||||||
4. Рассчитайтеλ x [8].
| λ x = |
5. Сравните значение полученной в эксперименте длины волны λ x с длиной волны соответствующего цвета в спектре ртути. Таблица основных спектральных линий спектра ртути приведена в справочных данных теоретического материала.
6. Рассчитайте радиус кривизны линзы R [9].
| R = |
7. Определите радиус кривизны линзы R графическим методом [10].
Для этого необходимо построить график зависимости квадратов радиусов тёмных (или светлых) колец rm от их номеров m (для эталонного светофильтра) (пример, рис. 5 методических указаний). График имеет вид прямой, угловой коэффициент которой равен tgα = R · λэ (рис. 6, см. методические указания). Зная значения λэ и tgα, определите R.
| 
|
| Рис. 4. Выбор осей графика | Рис. 5. Определение углового коэффициента tgα |
Для определения tgα необходимо на графике выбрать две точки, от них опустить перпендикуляры на оси x и y, определить Δ y и Δ x.
| |
| |
| Рис. 6. График зависимости квадратов радиусов темных (или светлых) колец rm |
Вывод [11]
[1] Заполняется самостоятельно из методических указаний.
[2] Запишите основные понятия, вставьте рисунки, используя теоретический материал и методические указания.
[3] Вставьте рисунок «Схема установки».
[4] Запишите расчётные формулы, используя теоретический материал и методические указания, и поясните величины, входящие в формулу.
[5] Укажите для Вашего варианта.
[6] Не заполнять, если измеряли радиусы.
[7] Впишите для Вашего варианта.
[8] В формулу для расчетаλ x значения диаметров (или радиусов) колец можно подставить в делениях шкалы микроскопа.
[9] Для расчёта радиуса кривизны значения диаметров (или радиусов) нужно взять в системе СИ.
Цена деления шкалы микроскопа с = 0,0015 мм. в данной работе используется решётка с l = 3 см.
[10] График постройте с помощью редактора Excel. Вставьте в отчёт рис. 6.
[11] Запишите вывод по цели работы. В выводе укажите значение длины волны λ x и радиус кривизны линзы c единицами измерения. Сравните значение полученной в эксперименте длины волны λ x с длиной волны соответствующего цвета в спектре ртути. Сравните значения радиуса кривизны линзы, полученные из
графика и рассчитанные по формуле.