Определение длины волны света. Описание установки. Описание установки. Описание установки. Описание установки. Описание установки. Описание установки

 

1. Проверьте настройку микроскопа, для чего, положив на столик микроскопа лист белой бумаги, включите осветитель и убедитесь, что светлое пятно имеет круглую форму и равномерную освещенность.

2. Убрав затем лист бумаги, поднимите тубус вверх и положите на столик микроскопа исследуемую линзу. Вращением микрометрических винтов, перемещающих столик, установите отсчет на середину соответствующих шкал. Положите пластинку на линзу и прижмите ее с помощью прижимных пружин. В месте контакта должна появиться видимая на глаз темная точка (интерференционая картина). Темную точку проще всего обнаружить, покачивая верхнюю пластинку относительно линзы. При этом темная точка будет перемещаться. Если не удается наблюдать темную точку, следует позвать дежурного сотрудника или преподавателя.

3. Опустите тубус микроскопа почти до соприкосновения с поверхностью пластинки. Вращая микрометрические винты 1, найдите такое положение линзы, при котором центр интерференционной картины оказался бы в середине светового пучка. (Для того чтобы увидеть темную точку в месте контакта линзы с пластиной, надо последнюю слегка покачивать, при этом точка будет перемещаться.)

4. Сфокусируйте окуляр микроскопа на четкое видение визирного креста. Затем, медленно поднимая тубус, получите в поле зрения окуляра отчетливую систему колец. Дополнительной регулировкой отверстия ирисовой диафрагмы и накала лампы сделайте картину максимально контрастной. И, наконец, перемещая линзу по столику с помощью микрометрических винтов, введите центр системы колец в середину поля зрения. В держателе установите один из прилагаемых к работе светофильтров.

5. Переместите столик микроскопа одним из микрометрических винтов вправо и совместите край наиболее удаленного, но еще отчетливо видимого темного кольца, с крестом нитей. Произвести отсчет  по шкале и барабану микрометра. Это измерение повторите несколько раз и найдите среднее значение. Рассчитайте погрешность разброса Dx_разб и сравните ее с погрешностью отсчета микроскопа Dx_пр = 0,003 мм. В качестве погрешности измерений Dx принять наибольшую из этих двух. Для устранения ошибок из-за люфта в винте темное кольцо следует подводить к кресту нитей с одной стороны.

6. Перемещая затем столик микроскопа влево, последовательно совместите края всех остальных темных колец с крестом нитей и произведите такие же отсчеты (номер кольца n и соответствующие показания отсчетого барабана — x₁). Пройдя центральное пятно, продолжайте измерения, записывая возрастающие номера колец и соответствующие показания микрометра x₂ в табл.1.

7. Аналогичные измерения проделайте в перпендикулярном направлении с помощью второго микрометрического винта (y₁ и y₂).

 

Таблица 1

 

n	x1, мм	x2, мм	y1, мм	y2, мм	d n, мм	d n2	D(d)2
...	...	...	...	...	...	...	...

 

8. По разности показаний микрометра вычислите среднее значение диаметра каждого n-го темного кольца d _n = |x₂ – x₁|/2 + + |y₂ – y₁|/2. Принять в качестве погрешности Dd _n = Dd » Dx.

9. Чтобы определить длину волны света, удобно воспользоваться графическим методом. Для этого следует построить график, отложив на оси ординат квадраты диаметров колец, а по оси абсцисс — их номера. На графике укажите погрешность D(d)² = 2d Dd. Зависимость d _n² должна иметь вид прямой. Угловой коэффициент, например, может быть найден методом парных точек:

                                    ,                                  (6)

где m и n — номера колец, диаметры которых  и . Вычислите среднее значение k и погрешность D k.

Длину волны света определите по формуле:

                                         ,                                      (7)

где R — радиус кривизны линзы. Вычислите погрешность Dl.

При построении прямой следует иметь ввиду, что для точек, соответствующих малым номерам колец, особенно заметно искажение, связанное c деформацией линзы и пластинки в месте их соприкосновения.

 

Вариант Б

 

Описание установки

 

В варианте Б используется линза намного большего радиуса кривизны, чем в варианте А этой работы, который невозможно измерить сферометром. Поэтому в варианте Б предлагается, измерив диаметры колец Ньютона, определить радиус кривизны линзы по известной длине волны света.

Для измерения диаметров колец Ньютона в работе используется микроскоп (рис.4).

 

 

Рис.4

 

Правая окулярная трубка микроскопа заменена специальной насадкой, в которую помещаются осветитель с конденсатором и один из светофильтров. Регулировка освещенности производится изменением напряжения питания лампы и, в случае необходимости, осторожным перемещением лампы по отношению к конденсатору. Держатель колец Ньютона 1 на предметном стекле устанавливается в круглое окно столика 2 микроскопа. В держателе смонтированы плоская стеклянная пластина и длиннофокусная линза.

Изображение предмета, полученное при помощи нижнего объектива 3, фокусируется верхним объективом, размещенным в бинокулярной насадке 4, в фокальную плоскость окуляра 5. Кроме объектива в насадке 4 установлены призмы Шмидта, которые обеспечивают прямое изображение предмета. В поле зрения окуляра 5 имеется шкала с ценой маленького деления 0,1 мм. На окулярной трубке имеется механизм диоптрийной наводки, осуществляемой вращением кольца 6. Смена увеличений нижнего объектива 3 достигается поочередным включением в ход световых лучей систем Галилея, находящихся в корпусе с барабаном 7. Установка нужного увеличения H (7,4,2,1 и 0,6 крат) осуществляется вращением рукояток 8 в одном направлении до совмещения соответствующей цифры на рукоятке с индексом на кольце. Диаметр m-го темного кольца Ньютона определяется по формуле

                               (мм),                             (1)

где — диаметр указанного кольца в делениях шкалы окуляра.

Фокусировка микроскопа на объект производится вращением в одном направлении рукояток 9, а регулировка их хода от легкого до тугого осуществляется вращением рукоятки 10.

 

Правила безопасности

 

1. Категорически воспрещается трогать любые зажимные (фиксирующие) винты, а также рукоятки, не упомянутые в разделе «Описание установки» и не обозначенные на рис.4.

2. Во избежание перегрева прибора после 10 – 15 мин непрерывной работы осветитель необходимо отключить на 2 – 3 мин.

3. Соблюдайте особую осторожность при работе с интерференционными светофильтрами. Строго запрещается смахивать с них пыль и протирать. Светофильтры разрешается брать только за оправу.

 

Задание

 

⇐ Предыдущая19202122232425262728Следующая ⇒

Поделиться: