физика
.pdfРадиус кривизны линзы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
= |
|
|
= |
|
|
|
|
м |
= |
|
|
м = |
см. |
||||||||
λ |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
ОЦЕНКА ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ |
|||||||||||||||||||||
Относительная погрешность |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∆ 2 |
|
|
|||
а) углового коэффициента прямой: δ = |
|
|
= |
|
|
∙ 100 % = %. |
|||||||||||||||
2 |
− 2 |
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
∆λ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б |
а |
|
|
|||
б) длины волны света: δ |
= |
= |
|
|
|
|
|
∙ 100 % = |
%. |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
λ |
|
|
|
λ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
в) радиуса кривизны линзы: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
δ = √δ |
2 + δ |
2 = √ |
|
|
|
|
= %. |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
λ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Абсолютная погрешность |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
∆ = |
|
δ ∙ |
|
= |
|
см. |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
100 % |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
РЕЗУЛЬТАТ ИЗМЕРЕНИЙ
Радиус кривизны линзы |
|
= эксп ± ∆ ; → |
= ( ± ) см. |
ВЫВОД |
|
121
Южно-Уральский государственный университет Кафедра общей и теоретической физики
Лабораторная работа №3
ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ ВОЗДУХА С ПОМОЩЬЮ ИНТЕРФЕРОМЕТРА
Bыполнил________________
гр. _____________
. “______”___________20 г.
Проверил _________________
.
“______”___________20 г.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ:
122
СХЕМА УСТАНОВКИ И ОБОРУДОВАНИЕ
1 и 3
2
4
5
6
7
8
9
10
МЕТОД ИЗМЕРЕНИЙ
= √ε = √1 + χ;
χ = α |
|
= |
α |
|
; |
|
|
|
|
0 |
2 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
≈ 1 + |
|
α |
∙ ; → |
||||||
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
2 |
|||||
|
|
= 1 + . |
|||||||
|
|
∆ = ∆ ; |
|||||||
∆ = 2 ∙ ∆ ; |
|
и ∆ = λ. |
|||||||
|
|
∆ = |
λ |
. |
|||||
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
||
–
ε – χ –
α –0 –– ∆ – ∆ –
– угловой коэффициент прямой ∆ = (∆ ):
= 2α ;
= 1,38 ∙ 10−23 ДжК − постоянная Больцмана;
– ∆ ––– λ –
123
ОПЫТНЫЕ ДАННЫЕ
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
λ = (620 ± 10) нм; |
= 100 мм; |
= ( |
± |
) К; |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Смещение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
интерференционной |
|
1 |
|
|
|
2 |
|
3 |
4 |
|
5 |
|||
картины на полос |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Изменение |
|
∆1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
давления ∆, |
|
∆2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мм вод. ст. |
|
∆3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
среднее |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
∆ , 103 Па |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
∆ , 10−6 ед. |
|
|
3,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Примечания: |
единица давления 1 мм вод. ст. = 9,8 Па; |
|
|
|
||||||||||
|
|
∆ = |
|
= |
∙620∙10−9 м |
= 3,1 ∙ 10−6 |
. |
|
|
|
||||
|
|
2 |
−3 |
м |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
2∙100∙10 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Зависимость изменения показателя преломления ∆ воздуха
от изменения давления ∆
∆ , 10−6 ед.
∆ , 103 Па
124
ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ Угловой коэффициент прямой ∆ = (∆ ):
|
∆ б2 − ∆ а2 |
( |
)∙10−6 |
|
−1 |
|
|||||||||||
= |
|
|
= |
|
|
|
|
|
= |
|
|
Па . |
|
||||
∆ б − ∆ а |
( |
)∙103 Па |
|
|
|||||||||||||
Поляризуемость молекул газа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
α = ∙ 2 = |
|
|
|
= |
|
м3. |
|
||||||||||
Показатель преломления воздуха |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
= 1 + |
α |
∙ = 1 + = 1+ |
|
= |
|
. |
|||||||||||
2 |
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ОЦЕНКА ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ |
|
||||||||||||||||
Относительная погрешность |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
а) углового коэффициента прямой: δ = |
|
|
∆∆ |
= |
|
∙ 100 % = %; |
|||||||||||
∆ б2 − ∆ а2 |
|
|
|||||||||||||||
б) искомого слагаемого ( − 1) = : |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
δ |
|
= √δ 2 |
+ δ 2 |
≈ δ = %; |
|
||||||||||
|
|
( −1) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
в) показателя преломления воздуха : |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
δ = δ( −1) = |
%; |
|
|
|
|
|
||||||
г) поляризуемости молекулы α: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
δα = δ = |
%. |
|
|
|
|
|
||||||
Абсолютная погрешность показателя преломления воздуха :
∆ = |
δ ∙( −1) |
= |
|
= . |
|
|
|||
100 % |
|
100 % |
|
|
РЕЗУЛЬТАТ ИЗМЕРЕНИЙ Показатель преломления воздуха
= |
± |
. |
δ = |
Поляризуемость молекулы воздуха |
|
|
|
|
α = |
; |
δα = |
ВЫВОД (Сравните полученное значение показателя преломления воздуха
с табличной величиной табл = 1,00029).
125
Южно-Уральский государственный университет Кафедра общей и теоретической физики
Лабораторная работа №4
ИЗУЧЕНИЕ ЯВЛЕНИЙ, ОБУСЛОВЛЕННЫХ ДИФРАКЦИЕЙ СВЕТА
Bыполнил ____________
гр. __________
. |
“____”____________20 |
г. |
|
Проверил ______________ |
|
|
. |
|
|
“____”___________20 |
г. |
ЦЕЛЬ РАБОТЫ:
126
СХЕМА УСТАНОВКИ И ОБОРУДОВАНИЕ
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 – |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 – |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 – |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 – |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 – |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
sin φ = |
|
|
|
|
. |
|
|
– |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
2 |
2 |
|
|||||||||
|
|
|
|
√ + |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
– |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
МЕТОД ИЗМЕРЕНИЙ
∆ = sin φ;
∆ = ;
sin φ = ;
∆ –
= ( + ) –
–
–
φ –
–
–
127
Задание 1. Исследование линейчатого спектра (определение постоянной дифракционной решетки).
ОПЫТНЫЕ ДАННЫЕ
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
м |
Отсчет |
|
= |
′+′′ |
, |
|
|
̅ |
|
2 |
|
||||||
|
Цвет |
Порядок |
по шкале, |
|
|
|
, |
|
|
|||||||||||
|
2 |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
( − ), |
|
̅ |
|
|||||||||
|
линии |
спектра |
мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( − ) , |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мм2 |
|
|||||||
|
, нм |
|
|
′ |
|
|
′′ |
|
|
|
мм |
|
|
мм |
мм |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ФИОЛЕТ. |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
405,6 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СИНЯЯ |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(яркая) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
435,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЗЕЛЕНАЯ |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(яркая) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
546,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЖЕЛТАЯ |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
577,0 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
КРАСНАЯ |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(яркая) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
690,7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
среднее |
̅= |
сумма |
|
|
|
||||||
|
|
|
ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ |
|
|
|||||||||||||||
|
Расчет постоянной дифракционной решетки: |
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
= |
√ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
2+ 2 |
= |
|
|
|
|
|
|
= |
мкм. |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ОЦЕНКА ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ |
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
̅ |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Абсолютная погрешность σ = √ |
∑( − ) |
|
|
= мкм; = 0,9 (при = ). |
|||||||||||||||
|
( −1) |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
РЕЗУЛЬТАТ ИЗМЕРЕНИЙ |
|
|
|
|
||||||||||||
|
Постоянная дифракционной решетки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
̅ |
|
→ |
= ( |
|
|
) мкм; |
= 0,9. |
|
|
|||||||
|
|
|
= ± σ ; |
|
|
|
|
|
||||||||||||
ВЫВОД
128
Задание 2. Определение области прозрачности светофильтра
ОПЫТНЫЕ ДАННЫЕ
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
мкм; |
|
|
Граница области прозрачности |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
мм; |
|
коротковолновая |
|
|
длинноволновая |
||||||||
|
|
|
|
|
ОТСЧЕТ ПО ШКАЛЕ, мм |
|
|
|
||||||
Цвет |
Порядок |
влево |
|
вправо |
|
′ + ′′ |
|
влево |
вправо |
|
|
′ + ′′ |
|
|
свето- |
спектра |
′ |
|
′′ |
к = |
|
|
′ |
′′ |
|
д = |
|
||
|
|
|
||||||||||||
фильтра |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
2 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Среднее значение |
|
|
к = |
|
|
д = |
||||||||
, мкм |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ Определение области прозрачности светофильтра
Коротковолновая граница фильтра (для = 1):
к = |
к |
|
= |
|
= |
мкм; |
||
|
|
|
|
|||||
√ 2+ 2 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
к |
|
|
|
|
|
|
Длинноволновая граница фильтра (для = 1):
д = |
д |
|
= |
|
= |
мкм. |
||
|
|
|
|
|||||
√2+ 2 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
д |
|
|
|
|
|
|
РЕЗУЛЬТАТ ИЗМЕРЕНИЙ Область прозрачности светофильтра
∆ = ( ÷ ) мкм.
ВЫВОД
129
Южно-Уральский государственный университет Кафедра общей и теоретической физики
Лабораторная работа №7
ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ВАКУУМНОГО ФОТОЭЛЕМЕНТА
|
Bыполнил________________ |
|
|
гр. _____________ |
|
. |
“___”_____________ 20 |
г. |
|
Проверил ________________ |
|
. |
|
|
|
“___”_____________ 20 |
г. |
ЦЕЛЬ РАБОТЫ:
СХЕМА УСТАНОВКИ И ОБОРУДОВАНИЕ
1 –
2 –
3 –
4 –
μ –
–
130