Изучение преломления света призмой. Изучение дисперсии света
Исследование соотношения скорость волны в вакууме и веществе. Определение наименьшего значения преломляющего угла призмы. Изучение понятия дисперсия. Построение графика зависимости показателя преломления от длины волны. Вычисление погрешности измерения.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 13.12.2016 |
| Размер файла | 136,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»
Кафедра общей и технической физики
Отчёт по лабораторной работе № 6.
Изучение преломления света призмой.
Изучение дисперсии света
Выполнил:
студент гр ТПР. -14
Легенький И.В.
Проверил:
доцент
Прошкин С.С.
Санкт-Петербург
2016
Цель работы - определить преломляющий угол призмы и угол наименьшего отклонения . Построить кривую дисперсии.
Краткое теоретическое содержание
Абсолютным показателем преломления некоторого вещества в электромагнитной теории называется число, показывающее, во сколько раз скорость волны в вакууме больше скорости волны в веществе: n = c/v.
Абсолютный показатель преломления связан с диэлектрической и магнитной проницаемостями среды следующим образом: n =.
Дисперсией электромагнитного излучения называют явление, обусловленное зависимостью показателя преломления вещества от длины волны (частоты) n = f(л0), где л0 - длина волны излучения в вакууме.
Дисперсией вещества называют производную показателя преломления по длине волны dn/dл0.
Зависимость показателя преломления n от длины волны 0 представлена на рис. 1. Здесь же приведена зависимость коэффициента поглощения k от длины волны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Прозрачные бесцветные вещества имеют в видимой части спектра функцию n (л0) как на участке АВ. Здесь дисперсия вещества dn/dл0 отрицательна и возрастает по модулю с уменьшением л0. В этом случае дисперсию называют нормальной.
В области сильного поглощения (в полосе поглощения) дисперсия dn/dл0 наоборот положительна. Возрастание показателя преломления с ростом л0 называют аномальной дисперсией (закрашенный участок на рис.1).
Рассмотрим преломление света призмой. Пусть на грань АВ трёхгранной призмы АВС (рис. 2, а) падает луч света. После двукратного преломления на гранях луч выходит из призмы отклонённым от первоначального направления на угол д, называемый углом отклонения. Угол при вершине призмы - г называют преломляющим углом призмы. Угол отклонения зависит от угла падения б1, преломляющего угла призмы г и показателя преломления материала призмы n.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рассмотрим случай симметричного хода луча через призму (рис. 2, б). При этом б1 =
б2 = б, и в1 = в2 = в, а угол отклонения д принимает наименьшее значение и называется углом наименьшего отклонения.
Свяжем угол наименьшего отклонения д с преломляющим углом призмы и показателем преломления. По закону преломления,
sin б/ sin в = n
Рабочая формула для расчета показателя преломления:
n = (sin (г + д)/ 2)/(sin (г/2)).(4)
Таким образом измерив преломляющий угол призмы г и угол наименьшего отклонения д, можно определить показатель преломления стекла, из которого изготовлена призма.
Поскольку показатель преломления зависит от длины волны, лучи, соответствующие волнам разной длины, будут преломляться в призме под разными углами (рис. 3). Поэтому наблюдаемое изображение входной щели прибора в разных длинах волн видно под разными углами как набор вертикальных отрезков разного цвета. Это т.н. дисперсионный спектр.
Размещено на http://www.allbest.ru/
В работе требуется измерить показатель преломления стекла для нескольких длин волн и построить график зависимости показателя преломления от длины волны (кривую дисперсии).
Схема установки
Размещено на http://www.allbest.ru/
1 -ртутная лампа; 2 - шель; 3 - винт; 4 - коллиматор; 5 - призма; 6 - зрительная тркба; 7 - окуляр; 8 - винт; 9 - маховичок; 10 - отсчетный микроскоп; 11 - маховик; 12 - ручка
Размещено на http://www.allbest.ru/
Расчетные формулы угол преломление призма дисперсия
1. Преломляющий угол призмы:
г = б + в = Дц/2.
2. Показателя преломления стекла:
n = (sin (г + д)/ 2)/(sin (г/2))
Таблицы с результатами измерений и вычислений
Таблица 1. Определение преломляющего угла призмы.
|
№ измер. |
Отсчёт слева 1,град. |
Отсчёт справа 2,град. |
=1 - 2, град. |
=/2, град. |
|
|
1 |
23529'01'' |
12544'20'' |
10984'81'' |
5492'41'' |
|
|
2 |
23528'09'' |
12544'15'' |
10983'94'' |
5491'97'' |
|
|
3 |
23529'00'' |
12544'17'' |
10984'83'' |
5492'42'' |
Таблица 2. Определение угла наименьшего отклонения .
|
Спектр. линия 0,нм |
Отчёт положения зрительной трубы, град |
2, град |
, град. |
||
|
Грань АВ |
Грань ВС |
||||
|
Желтая 579 |
21838'05'' 21838'09'' 21838'03'' |
13644'20'' 13644'17'' 13644'15'' |
8193'85'' 8193'92'' 8193'88'' |
4096'93'' 4096'96'' 4096'94'' |
|
|
Зелёная 546,1 |
21852'01'' 21852'04'' 21852'02'' |
13648'12'' 13648'15'' 13648'17'' |
8203'89'' 8203'89'' 8203'85'' |
4101'95'' 4101'96'' 4101'93'' |
|
|
Фиолетовая 435,8 |
21914'07'' 21914'04'' 21914'10'' |
13529'11'' 13529'13'' 13529'17'' |
8384'96'' 8384'91'' 8384'93'' |
4192'48'' 4192'46'' 4192'47'' |
Таблица 3. Вычисление показателя преломления света.
|
,нм |
, град. |
, град. |
/2, град. |
Sin(/2) |
(+)/2 |
Sin((+)/2) |
n |
|
|
579 |
5492'41'' |
4096'94'' |
2746'21'' |
0,4659 |
4794'68'' |
0,7499 |
1,6096 |
|
|
546,1 |
5491'97'' |
4101'94'' |
2745'99' |
0,4660 |
4796'96'' |
0,7504 |
1,6103 |
|
|
435,8 |
5492'42'' |
4192'46'' |
2746'21' |
0,4659 |
4842'44'' |
0,7514 |
1,6128 |
Пример вычисления
Погрешности:
Приборная погрешность=0000'01''
Погрешность косвенного измерения :
=0000'01''=0000'41''
Погрешность косвенного измерения:
=0000'01''=0000'54''
Погрешность косвенного измерения n:
Графический материал
1. График зависимости показателя преломления n от длины волны
Вывод
В ходе лабораторной работы был определен преломляющий угол призмы и показатели преломления для некоторых длин волн. Также построен график зависимости показателя преломления от длины волны.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Спектрометрический способ, способ преломления при помощи спектрометра (гониометра). Показатели преломления вещества призмы. Угол наименьшего отклонения и показатели преломления стеклянной призмы. Определение дисперсии, разрешающей силы стеклянной призмы.
лабораторная работа [75,7 K], добавлен 15.02.2010Исследование понятия дисперсии, зависимости показателя преломления света от частоты колебаний. Изучение особенностей теплового излучения, фотолюминесценции и катодолюминесценции. Анализ принципа действия призменного спектрального аппарата спектрографа.
презентация [734,5 K], добавлен 17.04.2012Определение фокусных расстояний собирающих и рассеивающих линз, увеличения и оптической длины трубы микроскопа, показателя преломления и средней дисперсии жидкости, силы света лампочки накаливания и ее светового поля. Изучение законов фотометрии.
методичка [1023,5 K], добавлен 17.05.2010Длины световых волн. Закон прямолинейного распространения света. Относительные показатели преломления. Явление полного внутреннего отражения для построения световодов. Вектор плотности потока энергии. Фазовая и групповая скорости монохроматической волны.
реферат [893,5 K], добавлен 20.03.2014Воззрения древних мыслителей о природе света на простейших наблюдениях явлений природы. Элементы призмы и оптические материалы. Демонстрация влияния показателей преломления света материала призмы и окружающей среды на явление преломления света в призме.
курсовая работа [229,3 K], добавлен 26.04.2011Зависимость показателя преломления от частоты падающего света. Разложение сложного излучения в спектр. Уравнение движения электронов атомов вещества под действием поля световой волны. Скорости ее распространения. Суммарный дипольный момент атомов.
презентация [229,6 K], добавлен 17.01.2014Ознакомление с методами измерения показателя преломления с помощью микроскопа. Вычисление погрешности измерений для пластинок из обычного стекла и оргстекла. Угол отражения луча. Эффективность определения коэффициента преломления для твердого тела.
лабораторная работа [134,3 K], добавлен 28.03.2014Изучение явления интерференции света с помощью интерференционной картины, ее получение по заданным параметрам (на экране не менее восьми светлых полос). Сравнение длины световой волны с длиной волны падающего света. Работа программы "Интерференция волн".
лабораторная работа [86,5 K], добавлен 22.03.2015Свет как электромагнитные волны. Явление интерференции света. Характерные особенности дифракционных явлений в оптике. Демонстрационные эксперименты по волновой оптике. Изучение зависимости показателя преломления воздуха от давления, метод измерений.
курсовая работа [544,9 K], добавлен 18.11.2014Изучение дифракции света на одномерной решетке и определение ее периода. Образование вторичных лучей по принципу Гюйгенса-Френеля. Расположение главных максимумов относительно центрального. Измерение среднеарифметического значения длины световой волны.
лабораторная работа [67,1 K], добавлен 25.11.2010Расчет показателей преломления и дисперсии при заданных составах стекла. Показатель преломления и средняя дисперсия. Коэффициенты для перехода от массовых единиц к объемным долям. Зависимость показателя преломления от содержания в стекле диоксида кремния.
контрольная работа [524,4 K], добавлен 05.12.2013Сущность закона преломления света. Условие максимума и минимума интерференции. Соотношение для напряженностей падающей и отраженной волны. Определение скорости уменьшения толщины пленки. Сущность оптической длины пути и оптической разности хода.
контрольная работа [68,4 K], добавлен 24.10.2013Волновые и квантовые аспекты теории света. Теоретические вопросы интерференции и дифракции. Оценка технических возможностей спектральных приборов, дифракционной решетки. Методика определения длины волны света по спектру от дифракционной решетки.
методичка [211,1 K], добавлен 30.04.2014Измерение показателя преломления для плоско-параллельной пластинки. Измерение показателя преломления трехгранной призмы с помощью 4-х иголок. Изучение светопропускающих качеств разных материалов с помощью фотоэлемента. Определение увеличения микроскопа.
методичка [1009,3 K], добавлен 22.06.2015Рассмотрение шкалы электромагнитных волн. Закон прямолинейного распространения света, независимости световых пучков, отражения и преломления света. Понятие и свойства линзы, определение оптической силы. Особенности построения изображения в линзах.
презентация [1,2 M], добавлен 28.07.2015Расчет длины волны из опыта Юнга и колец Ньютона. Интерференция света как результат наложения двух когерентных световых волн. Подробный расчет всех необходимых величин. Определение длины волны через угол наклона соответствующей прямой к оси абсцисс.
лабораторная работа [469,3 K], добавлен 11.06.2010Исследование корпускулярной и волновой теорий света. Изучение условий максимумов и минимумов интерференционной картины. Сложение двух монохроматических волн. Длина световой волны и цвет воспринимаемого глазом света. Локализация интерференционных полос.
реферат [928,6 K], добавлен 20.05.2015Электронная, классическая теория частотной дисперсии. Монохроматическая волна, коэффициент затухания, преломления. Экспериментальная установка: гониометр-спектрометр, коллиматор. Измерение угла между гранями с помощью автоколлиматора, методом отражения.
лабораторная работа [111,8 K], добавлен 15.02.2010Интерференция двух наклонных плоских монохроматических волн. Построение 3D-изображения дифракционных решеток в плоскости y-z. Определение значения параметров решеток в средах с показателями преломления n2 и n1 для каждого угла падения сигнальных волн.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 11.05.2022Взаимодействие света с веществом. Основные различия в дифракционном и призматическом спектрах. Квантовые свойства излучения. Поглощение и рассеяние света. Законы внешнего фотоэффекта и особенности его применения. Электронная теория дисперсии света.
курсовая работа [537,4 K], добавлен 25.01.2012
