№ 77 (Лабы по оптике), страница 3

Шагвинта равен 1 мм. При повороте микрометрического винта за накатаннуючасть барабана 12 на один оборот биштрих и перекрестие перемещаются вполе зрения окуляра на одно делениешкалы.Следовательно,неподвижнаяшкала служит для отсчета полныхоборотовбарабана,т.е.целыхмиллиметров. Барабан 12 разделен поокружности на 100 делений. Поворотбарабана на одно деление соответствуетперемещению перекрестия и биштриха на0,01 мм. Таким образом, одно делениебарабана соответствует 0,01 мм. Отсчет побарабану 12 производится точно так же,как и на обычном микрометре, т.е.определяется деление шкалы барабана,котороенаходитсяпротивштриха,нанесенного на неподвижном цилиндре 10.Рис. 6Полный отсчет по шкалам окулярногомикрометра складывается из отсчета понеподвижной шкале и отсчета по барабану.

Например, если индекс находитсяпротив деления «55» шкалы барабана, а биштрих, как на рис.7, расположенмежду делениями «0» и «1», то полный отсчет по шкалам равен 0 + 0,55 =0,55 мм.Подготовка установки к работеа) Положить оправку с линзой и стеклянной пластинкой на предметныйстолик микроскопа.б) Подключить осветитель к источнику питания: вилку питанияосветителя вставить в розетку, находящуюся накрышке источника питания, как показано на рис. 5.в) Включить сетевую вилку источникапитания в сеть 220 В, 50 Гц.г)Включитьосветитель:поставитьвыключатель на корпусе источника питания вположение «Вкл». Ручку регулировки напряжения(рис.5) установить в среднее положение. По свету,пробивающемусячерезребрарадиатораРис.7охлаждения, убедиться, что осветитель включен.д) Вращением окуляра микрометра за накатанное кольцо 11 (см.

рис.6)добиться резкого изображения перекрестия и отсчетной шкалы в поле зренияокулярного микрометра.14е) Рукоятку переключения увеличений 9 (рис.3) установить вположение 2.ж) Сфокусировать грубо микроскоп на изображение колец Ньютона.Для этого рукояткой фокусировки 3 (рис.3) установить подвижную метку 2шкалы 4 на левой стороне корпуса микроскопа напротив неподвижной метки«0».з) Рассматривая кольца Ньютона через окулярный микрометр,произвести точную фокусировку микроскопа.1*Для того чтобы опытным путем решить вопрос о локализацииинтерференционной картины, на выпуклую поверхность линзы, недалеко отточки касания ее со стеклянной пластинкой, тушью нанесена точканебольших размеров.

При фокусировке микроскопа обратить внимание на то,что четкие изображения интерференционной картины и контура точкинаступают одновременно.и) Вращением ручки регулировки напряжения источника питанияустановить необходимую яркость изображения.к) Вращением отсчетного барабана окулярного микрометра перевеститочку перекрестия в левую половину поля зрения. Перемещением оправки слинзой по предметному столику микроскопа расположить центр колецпротив штриха 4 неподвижной шкалы так, чтобы линии перекрестия сталикасательными ко второму (или третьему) кольцу, (рис.7).

При такомисходном расположении точка перекрестия при вращении барабана будетперемещаться по диаметру колец.Упражнение №1ИЗМЕРЕНИЕ ДИАМЕТРОВ КОЛЕЦ НЬЮТОНАМы будем производить измерения диаметров темных колец. Передпроведением измерений убедиться, что диаметр центрального темного пятнапо неподвижной шкале окулярного микрометра не превышает 2 мм.2*Диаметры колец Ньютона измеряют следующим образом.

Перемещая точкуперекрестия окулярного микрометра влево от центра интерференционнойкартины совмещают ее с серединой первого (считая от центра) темногокольца. Производят полный отсчет по шкалам окулярного микрометра ирезультат записывают в колонку Xлев. таблицы данных 13*. Продолжаяперемещение перекрестия в том же направлении, определяют положение 2го, 3-го и т.д. темных колец.

Такие измерения производят для 10–15 колец.Результаты всех измерений записывают в колонку Xлев. таблицы данных 1.1Если интерференционная картина не видна, подтянуть круглую гайку оправки. При отсутствии ключаобратиться к лаборанту.2Если этот диаметр больше 2 мм, то это означает, что сила давления линзы на стеклянную пластинкуслишком велика. Такое давление нарушает «плоскостность» стеклянной пластинки и искажает зависимость(25). Для уменьшения диаметра обратиться к лаборанту.3Порядковый номер темного кольца при отсчете от центра совпадает с порядком интерференции m вформуле (25)15Выполнив последнее измерение, перемещают центр перекрестия вправо отцентра интерференционной картины и производят измерения справа тех жетемных колец, начиная с первого.

Результаты измерений записывают вколонке Xправ. в таблице данных 1.Mкольца123....15Xлев, (мм)Xправ, (мм)Dm, (мм)Таблица 1Dm2, (мм2)Обработка результатов измеренийДиаметр интерференционного кольца порядка m (dm) равен разностизначений X прав и X лев для соответствующего номера «m»dmX правX лев .(27)Вычисленный таким образом диаметр dm — это диаметр изображения m-гокольца в фокальной плоскости окулярного микрометра, полученного спомощью объектива микроскопа. Следовательно, истинный диаметр m-гокольца в Г раз меньше диаметра dm , т.е.Dmdm Г ,(28)где Г — коэффициент линейного увеличения объектива микроскопа.Сведения о коэффициенте увеличения Г и длине волны пропусканияиспользуемого светофильтра можно получить у лаборанта.4*Используя формулы (27) и (28), вычислить Dm и Dm2 . Результатывычислений записать в таблицу данных 1.

По результатам вычислений намиллиметровой бумаге построить графикDm2f (m) .Для построения графика выбрать следующий масштаб: по оси абсцисс — 1см соответствует m = 1, по оси ординат — 1 см соответствует Dm2 = 0,25мм2. По графику найти коэффициент наклона прямой «b». Радиус кривизнылинзы рассчитать по формуле (26), R b 4 .При отчете представить:а) заполненную таблицу данных 1;4Если студент по указанию преподавателя выполняет задачу в полном объеме, то коэффициентлинейного увеличения объектива микроскопа Г и длину волны пр он измеряет в упр. 2 и 3 соответственно.16б) график зависимости Dm2 f (m) ;в) вычисленное значение радиуса кривизны линзы R.

В качествепогрешности измерения R указать погрешность метода.Упражнение №2ИЗМЕРЕНИЕ ЛИНЕЙНОГО КОЭФФИЦИЕНТАУВЕЛИЧЕНИЯ ОБЪЕКТИВА МИКРОСКОПАПодготовка установки к работеа) Тумблером «Вкл» на блоке питания выключить осветитель иподождать некоторое время, пока корпус осветителя остынет и его можнобудет взять в руки.б) Удерживая рукой держатель осветителя и, поворачивая осветительвдоль его оси на небольшой угол по и против часовой стрелки, извлечь его издержателя и перенести в гнездо 1 на корпусе микроскопа (рис.3). Так как принеаккуратномвыполнении этой операции может быть поврежденсветофильтр, находящийся под осветителем, то выполнить ее долженлаборант.в) Тумблером «Вкл» на блоке питания включить осветитель.г) Рукояткой фокусировки 3 (рис.3) совместить метку «0» (объектмикрометр) на подвижной шкале 4 с неподвижным штрихом «0».д) В поле зрения окулярного микрометра появится изображениеобъектмикрометра.5* При отсутствии изображения повернуть отражатель 5(рис.3) так, чтобы пучок света от осветителя попадал на объект-микрометр 7.Для получения равномерного освещения рекомендуется использоватьматовую (а не зеркальную) поверхность отражателя.

Поворот отражателявокруг горизонтальной оси осуществляется путем вращениядиска снакаткой, находящегося слева от гнезда осветителя 1. После полученияравномерной освещенности поля зрения, вращением рукоятки фокусировки3, добиться четкого изображения шкалы объектмикрометра. Принеобходимости произвести регулировку яркости осветителя.е) Убедиться, что рукоятка переключения увеличений 9 (рис.3)установлена в положении 2, т.е. находится в том же положении, которое оназанимала при измерении диаметров колец Ньютона.Проведение измеренийПутем вращения барабана 12, подвести биштрих окулярногомикрометра к делению «8» неподвижной миллиметровой шкалы.

Вращаябарабан в обратном направлении совместить центр перекрестия окуляра с5Объект-микрометр представляет собой прозрачную пластину, на которой находится изображениешкалы. Штрихи на шкалу наносятся с определенным шагом, так что расстояние между ними считаетсяизвестным. Такие пластинки используются для калибровки различных оптических приборов. Виспользуемом объект-микрометре расстояние между малыми делениями шкалы равно 0.10 мм.17ближайшим штрихом шкалы объектмикрометра. Снять отсчет по шкаламобъектмикрометра и окулярного микрометра.

Результаты измерений записатьв колонки X1 и Y1 таблицы данных 2.Деление объект-микрометраX1X2Таблица 2Деление окулярногомикрометраY1Y2Продолжая наблюдать в окуляр и вращая барабан 12 в ту же сторону,совместить центр перекрестия с изображением штриха объектмикрометра,отстоящего от первого на 30 малых делений. Снять отсчет по шкаламобъектмикрометра и окулярного микрометра. Результаты измерений записатьв колонки X2 и Y2 таблицы данных 2.Обработка результатов измеренийКоэффициент линейного увеличения объектива микроскопа вычислитьпо формулеГгде 0.10Y1 Y2,X 1 X 2 0.10(29)мм.- цена одного малого деления объектмикрометра.дел.В качестве погрешности измерения коэффициента линейногоувеличения объектива микроскопа Г указать погрешность метода.Упражнение №3ИЗМЕРЕНИЕ ДЛИНЫ ВОЛНЫ ПРОПУСКАНИЯСВЕТОФИЛЬТРАУстройство монохроматораДля измерения длины волны пропускания светофильтра используетсямалогабаритный универсальный монохроматор (МУМ), общий вид которогопредставлен на рис.8.Монохроматор предназначен, главным образом, для выделения изпадающего на него светового потока монохроматического излучения.Универсальность используемого монохроматора состоит в том, что с егопомощью можно решать и другие задачи в области спектра, в частности, еголегко приспособить для исследования спектральных характеристиксветофильтров.

В состав монохроматора входят (рис.8):18а) источник излученияВ качестве источника излучения в МУМ используется галогенная лампанакаливания типа КГМ-12-100, обладающая сплошным спектром. Лампаразмещена в закрытом кожухе. Световой поток выводится через конденсор,встроенный в стенку кожуха.б) Держатель светофильтров (5)Держатель состоит из двух коротких соосных трубок разного диаметра.Большая трубка срезана по диаметру наполовину и имеет на внутреннейстороне кольцевую проточку для размещения в ней узкой части оправкисветофильтра (кольца с накаткой). Вдоль оси малой трубки влево и вправоперемещается кожух цилиндрической формы. Перед помещениемсветофильтра в держатель, кожух смещается влево.