МУ-О-36, О-37 (1003779), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Таким образом, вся шкала имеет3000 делений. Одно деление шкалы соответствует разности хода 3,22·10-8 м, т.е. цена деленияК=3,22·10-8 м/дел. Показания шкалы наблюдаются через квадратное окно над окуляром зрительной трубы.2. Выполнение эксперимента1. Включите интерферометр в сеть с помощью шнура с вилкой.2. Сняв верхнюю крышку интерферометра, установите в гнездо светофильтр № 1. Крышку закройте. Значение спектрального интервала и средней длины волны пропускания светофильтразанесите в табл. 1.3. Поворачивая головку микрометрического винта, добейтесь исчезновения полос интерференции верхней картины против нулевой полосы нижней картины. Показания микрометрическоговинта L занесите в табл. 1.4.
Выполните такие же измерения для всех остальных светофильтров из набора, полученного улаборанта. Результаты занесите в табл. 1.5. Повторите (еще по два раза) измерения, описанные в пп. 3 и 4. Средние результаты LСР занесите в табл. 1.6. Выключите интерферометр из сети.Таблица 1-1Δν-1, сНомерλ, нмΔλ, нм L1, дел L2, дел L3, дел LСР, дел. ΔС, нм Δν, ссветофильтра..3. Обработка результатов эксперимента.1. По показаниям шкалы интерферометрического винта и цене деления К вычислите длину когерентности для каждого из светофильтров по формуле ΔС = КLСР. Результаты занесите в табл.1.2. По спектральному интервалу пропускания Δλ вычислите для каждого светофильтра соответствующий интервал частот Δν по формуле (8).
Результат занесите в табл. 1.-13. Постройте в декартовых координатах график зависимости длины когерентности ΔС от Δν .4. Обозначив Δν-1 через х, а ΔС через у, вычислите статистические показатели эксперимента x ,y , SX, SY, KXY по формулам (10) – (15) руководства [1].5. Проверьте справедливость соотношения ΔС = с /Δν по выполнению критерияr n−21 − r 2 ≥ t α ,n − 2 где r - выборочный коэффициент корреляции; n - число опытов; tα,n-2квантиль распределения Стьюдента для уровня значимости α и числа степеней свободы f=n-2(принять уровень значимости α = 0,1).-16. Рассматривая соотношение ΔС = c⋅⋅Δν как уравнение линейной регрессии у= а1х, найдитекоэффициент а1 и его погрешность по соотношениям (21) и (28) руководства [1] при уровне значимости α = 0,1.РАБОТА 0-37.ИЗМЕРЕНИЕ ШИРИНЫ ПЛОЩАДИ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ КОГЕРЕНТНОСТИ ИЗЛУЧЕНИЯ.
ПРОВЕРКА ЗАВИСИМОСТИ ПЛОЩАДИ КОГЕРЕНТНОСТИ ОТ УГЛОВЫХ РАЗМЕРОВ ИСТОЧНИКА.1. Экспериментальная установка.В основу измерений положена зависимость полуширины главного максимума дифракции надифракционной решетке от числа N ее когерентно освещенных щелей(11)Δφ = λ/(N d cosφ)где d - постоянная дифракционной решетки; φ - угол дифракции.Число N связано с шириной b когерентно освещенного участка соотношением N=b/d. Подставляя его в формулу (11), получим(12)b=λ/(Δφ cosφ)Исследуемым источником излучения служит входная щель гониометра, освещенная монохроматическим излучением зеленой линии ртутной дуги при λ= 546 нм.В данной работе используется гониометр типа Г5 с предельной допускаемой погрешностью измерения угла не более пяти угловых секунд.
Гониометр (рис. 2) состоит из массивного основания 2 с тремя подъемными винтами, вертикальной колонки 14 с коллиматором 12 и осевогоустройства с алидадой 6, на которой имеется колонка со зрительной трубой 9. Последнюю вместе с алидадой вращают вокруг вертикальной оси прибора рукой или микрометренным винтом4 после закрепления алидады зажимным винтом 3. Зрительная труба и коллиматор имеют внутреннею фокусировку, осуществляемую с помощью винтов 10 и 13. На верхней части вертикальной оси установлен предметный столик 11.На вертикальной оси прибора посажен стеклянный лимб с ценой деления 20’ и оцифровкой через градус от 0 до 359. Отсчеты по лимбу производят с помощью отсчетного микроскопа 7, расположенного под окуляром 8 зрительной трубы.
Изображения штрихов от двух диаметральнопротивоположных концов лимба передаются в поле зрения отсчетного микроскопа (рис. 3) ввиде прямого верхнего ряда цифр и обратного нижнего ряда. Изображение делений шкалы отсчетного микроскопа (минуты и секунды) и горизонтальный индекс располагаются в правомокне поля зрения.Чтобы взять отсчет по лимбу, нужно маховичок 5 оптического микрометра повернуть до совмещения верхних и нижних штрихов лимба, видимых в левом окне поля зрения отсчетного9101112131487654321Рис.2Рис.3микроскопа.
Градусы отсчитывают по верхнему ряду штрихов лимба влево от вертикальногоиндекса до ближайшего оцифрованного штриха. Число десятков минут будет равно числу интервалов между верхним штрихом, по которому взято число градусов и нижним оцифрованнымштрихом, отличающимся от верхнего на 180°.
Единицы минут отсчитывают в правом окне полевому ряду чисел, а секунды и доли их - по правому ряду чисел, располагающихся над горизонтальным неподвижным индексом.Отсчет, соответствующий расположению штрихов, изображенному на рис. 3, будет складываться из отсчета по лимбу 1760 10’ и отсчета по шкале микроскопа 5’57’’. Суммарный отсчетсоставляет 176°15’57’’.2.
Выполнение эксперимента1. Перед щелью коллиматора гониометра установите ртутную лампу. На столик гониометрапоместите дифракционную решетку с известной постоянной d.2. Наблюдая в окуляр зрительной трубы, добейтесь четкого изображения окулярной! сетки поворотом оправы окуляра.3. Установите ширину входной щели а=0,04 мм. Значение ширины щели занесите в табл. 2.4. Поворачивая зрительную трубу приблизительно до совмещения оптических осей коллиматора и зрительной трубы, уловите центральный максимум дифракционного спектра и убедитесь вчетком изображении щели коллиматора в поле зрения трубы. Если изображение размыто, добейтесь резкости с помощью фокусировочного винта 10.
Наведите вертикальную нить окулярной сетки на середину изображения. Определите по шкале отсчетного микроскопа угол α0, соответствующий середине изображения центрального максимума. Значение угла α0 занесите втабл. 2.5. Медленно поворачивая зрительную трубу вправо до появления в поле зрения зеленой линииртути в спектре первого порядка, наведите вертикальную нить окулярной сетки на серединулинии от руки, поддерживая при этом резкость изображения линии с помощью винта 10.6.
Закрепив алидаду гониометра зажимным винтом 3, наведите с помощью микрометрическоговинта 4 вертикальную нить окулярной сетки на левую границу линии. Отсчитайте по шкаламотсчетного устройства микроскопа угол α1, соответствующий левому краю линии. Отсчет сделайте с точностью до одной угловой секунды. Значение угла α1 занесите в табл. 2.7. Переведите с помощью микрометрического винта 4 вертикальную нить окулярной сетки направую границу линии.
Отсчитайте, с точностью до одной угловой секунды, по шкалам отсчетного микроскопа угол α2, соответствующий правому краю линии. Значение α2 занесите в табл.2.Выполните аналогичные измерения углов α1 и α2, установив ширину щели а=0,04; 0,05; 0,06;0,07; 0,08; 0,09; 0,10; 0,11; 0,12; 0,13; 0,14 мм.Таблица 2а, мма0а1а2φΔφ, радb, ммθ, радθ-1, рад-13. Обработка результатов эксперимента.1. По значениям углов α0 и α1 вычислите угол φ дифракции для зеленой линии ртути по формуле φ=|α1 – α0|.
Результаты, выраженные в градусах, занесите в табл. 2.2. По значениям углов α1 и α2 найдите полуширину главного максимума дифракции для каждого из опытов по формуле φ=|α1 – α2|/2. Результаты, представленные в радианах с точностью дочетырех значащих цифр занесите в табл. 2.3. Вычислите ширину b когерентно освещенного участка по формуле (12), результаты занеситев табл. 2.4. Вычислите угловую ширину θ источника света (щели) по формуле θ=a/l, где l — фокусноерасстояние коллиматора, равное 400 мм. Результаты занесите в табл. 2.-15.
Постройте график зависимости ширины когерентно освещенного участка b от θ .-16. Обозначив θ через х, b через у, вычислите статистические показатели эксперимента x , y ,SX, SY, KXY по формулам (10) – (15) руководства [1].7. Проверьте справедливость соотношения b=2λ/θ по выполнению критерияr n−21 − r 2 ≥ t α ,n − 2 , где r - выборочный коэффициент корреляции; n - число опытов;tα,n-2 квантиль распределения Стьюдента для уровня значимости α и числа степеней свободыf=n-2 (принять уровень значимости α = 0,1).8. Рассматривая соотношение b= 2 λ/θ как уравнение линейной регрессии у= а1 х, найдите коэффициент а1 b его погрешность по формулам (21) и (28) руководства [1] при уровне значимости α = 0,1.СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ1.
Epкович С.П. Применение регрессионного и корреляционного анализа для исследования зависимостей в физическом практикуме. Изд-во МГТУ 1994.2 Савельев И.В. Курс физики M.: Наука, 1989. T. 2..
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
