- •Лабораторный практикум по курсу общей физики
- •Часть III (оптика)
- •Введение
- •Лабораторная работа 3.1 Кольца Ньютона
- •Теоретическое введение
- •Описание лабораторной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 3.2 Дифракция Френеля
- •Теоретическое введение
- •Метод зон Френеля
- •Зонная пластинка Френеля
- •Дифракция Френеля на круглом непрозрачном диске
- •Размеры зон Френеля
- •Описание лабораторной установки.
- •Задания и порядок выполнения работы
- •Дифракция Френеля на круглом отверстии.
- •Дифракция Френеля на круглом диске. Пятно Пуассона.
- •Дифракция Френеля на прямоугольных диафрагмах и экранах.
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 3.3 Дифракция Фраунгофера
- •Теоретическое введение
- •Дифракция Фраунгофера на щели.
- •Дифракция на двух и многих щелях. Дифракционная решетка
- •Лабораторная установка.
- •Задания для выполнения работы
- •Дифракция Фраунгофера на щели.
- •Дифракция Фраунгофера на двух щелях.
- •Дифракционная решетка.
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 3.4 Поляризация света. Проверка закона Малюса
- •Теоретическое введение
- •Если смотреть навстречу направлению распространения света вектор поворачивается по часовой стрелке.
- •Способы получения линейно-поляризованного света
- •1. Поляризация при отражении и преломлении. Закон Брюстера
- •Закон Брюстера
- •2. Поляризация при двойном лучепреломлении. Поляроиды
- •Призма Николя
- •Анализ поляризованного света. Закон Малюса
- •Пример практического применения явления поляризации света Явление вращения плоскости поляризации оптически активными веществами
- •О писание лабораторной установки
- •Задания и порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 3.5 Изучение законов теплового излучения
- •Теоретическое введение
- •Основные количественные характеристики теплового излучения
- •Законы теплового излучения Закон Кирхгофа
- •Формула Планка
- •Закон смещения Вина
- •2А. Описание лабораторной установки
- •2А.1 Конструкция установки, порядок включения
- •2А.2 Физические принципы работы.
- •3А. Задания и порядок выполнения работы
- •2Б. Описание лабораторной установки
- •2Б.1 Измерение температуры оптическим пирометром
- •3Б. Задания и порядок выполнения работы
- •Лабораторная работа № 3.6 Внешний фотоэффект
- •Теоретическое введение Внешний фотоэффект и его закономерности.
- •Теория метода измерения
- •Вольтамперная характеристика
- •Световая характеристика
- •Зависимость задерживающего напряжения от частоты излучения
- •Вариант а Лабораторная установка
- •Порядок выполнения работы
- •Лабораторная установка
- •Лабораторная работа 3.7 Определение показателя преломления стекла призмы и дисперсии призмы
- •Теоретическое введение Нормальная и аномальная дисперсия
- •Показатель преломления призмы.
- •Поглощение света.
- •Описание лабораторной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Спектр атома водорода
- •Теория Бора для атома водорода
- •Первый постулат Бора (постулат стационарных состояний)
- •Второй постулат Бора (правило частот)
- •Описание лабораторной установки
- •Порядок выполнения работы Градуировка монохроматора
- •Изучение спектра водорода и определение постоянной Ридберга.
- •Контрольные вопросы
- •Приложения
- •Образец оформления протокола
- •Кольца Ньютона
- •Содержание
3А. Задания и порядок выполнения работы
После включения установки необходимо установить температуру Т3, нажав кнопку Т3. Выждать 20–25 минут, необходимых для прогрева установки, после чего приступить к выполнению измерений.
Задание 1. Построение кривых излучения.
Поворотом рукоятки блока фильтров по часовой стрелке установить в работе положение фильтр №1.
Включить двигатель модулятора нажатием кнопки МОДУЛЯТОР и не выключать его до окончания измерений.
Снять показания с цифрового индикатора. Если на индикаторе высвечивается 1. (после точки цифры не высвечиваются), то необходимо нажать кнопку ДИАПАЗОН. При этом показания индикатора следует увеличить в 3 раза.
Последовательно меняя фильтры, измерить и заполнить табл. 2. Провести не менее трех измерений для каждого фильтра. Определить для каждой длины волны среднее значение .
Таблица 2 Измеренные значения и для температруры Т3
max ,мкм |
2,1 |
2,5 |
3,2 |
3,9 |
4,5 |
6,2 |
8,5 |
, В |
|
,В |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сред. значение |
|
|
|
|
|
|
|
|
Установить блок фильтров в положение 8. В этом положении вместо узкополосного фильтра устанавливается нейтральный ослабитель, что позволяет измерить величину , пропорциональную энергетической светимости (интегральной испускательной способности) в интервале длин волн от 2 до 20 мкм.
Примечание. При величине показаний цифрового вольтметра менее 2В более точными являются показания на диапазоне 1.
Произвести измерения, описанные в пункте 4, для температуры Т2, нажав кнопку Т2, а затем для температуры Т1. Результаты измерений занести в таблицы, аналогичные табл. 2.
Примечание. После перехода к новой температуре выждать 5 минут до начала проведения измерений.
Построить графики зависимости для каждой из трех температур.
Нажатием кнопки МОДУЛЯТОР отключить двигатель от блока питания. Выключить установку нажатием кнопки СЕТЬ.
Задание 2. Проверка справедливости закона смещения Вина.
Определить из зависимости длины волн, соответствующие максимуму данной зависимости для каждой из трех температур.
Вычислить по формуле (8) значения температур Т1 эксп., Т2 эксп. и Т3 эксп., определенные из эксперимента и сравнить их с заданными значениями температур: Т3 = 640К, Т2 = 740 К, Т1 = 900 К.
Определить отклонения измеренных температур от заданных. Сделать выводы.
Задание 3. Проверка выполнения закона Стефана–Больцмана.
Используя экспериментально измеренные значения , и и значения заданных температур излучателя, проверить выполнение соотношения (9). Сделать выводы.
Оценить погрешность.
Вариант Б