77 (1120603), страница 4
Текст из файла (страница 4)
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. Для защитысветофильтра от попадания на него постороннего излучения кожухсмещается вправо.в) Блок собственно монохроматора с отсчетнымустройствомДля спектрального анализа излучения в монохроматоре используетсядифракционнаярешетка.ДифрагированноерешеткойизлучениеРис.8направляется в выходную щель, через которую оно попадает в приемник19излучения. Сканирование спектра (просмотр составляющих спектра)осуществляется поворотом решетки.
Одновременно с решеткой приводится вдвижение отсчетное устройство, которое представляет собой цифровоймеханический счетчик, вмонтированный в корпус монохроматора. Показаниясчетчика соответствуют длине волны излучения, дифрагированного внаправлении выходной щели монохроматора в нанометрах (1 нм = 10 А0).Отсчет длин волн осуществляется с точностью 2 нм. Сканирование спектрапроизводится вращением головки, расположенной рядом со счетчиком. Дляполучения большей спектральной чистоты на входе и выходе монохроматораустанавливаются сменные щели постоянной ширины.
Для работы в видимойчасти спектра щели устанавливаются в положение 1. (Метка 1 выгравированана корпусе самой щели.) Для установки щелей в корпусе монохроматорапредусмотрены гнезда.г) Приемник излученияПриемником излучения является фотоэлемент, ток которогопропорционален интенсивности светового потока, падающего на его катод.
Санодной нагрузки фотоэлемента сигнал подается на вход измерительногоусилителя, выход которого подключен к гнездам «Вольтметр» на блокепитания. Выходное напряжение усилителя измеряется цифровымвольтметром В7-22А.Таким образом, регистрация интенсивности светового потока,попадающего в приемник, осуществляется в относительных единицах пошкале цифрового вольтметра. На боковой стенке корпуса приемникарасполагаются:·переключатель чувствительности измерительного усилителя 4,·рукоятки установки нуля выходного напряжения измерительногоусилителя, «грубо» — 3, точно — 2,·рукоятка изменения отверстия диафрагмы 1.Все три блока — источник излучения, монохроматор и приемникрасполагаются стационарно на оптической скамье.д) Блок питанияБлок питания служит для обеспечения необходимым напряжением всехэлектрических цепей монохроматора.На лицевой панели корпуса блока питания располагаются:·тумблер «Сеть» (и сигнальная лампа) для включения блокапитания.
Положение «Вниз» соответствует выключенному состоянию;·тумблер «Накал–Недокал» на три положения для обеспеченияработы источника излучения в двух режимах. Горизонтальное расположениерукоятки тумблера соответствует выключенному состоянию источникаизлучения;20·тумблер«Фотоэлемент»надваположения.Припереключении рукоятки тумблера вверх фотоэлемент включается в схемуизмерительного усилителя, при переключении вниз — выключается.·гнезда для подключения цифрового вольтметра.Подготовка монохроматора к измерениямПеред проведением измерений установить ручки управления висходное положение.На блоке питания:·тумблер «Сеть» в положение «Вниз»;·переключатель «Накал–Недокал» в горизонтальное положение;·тумблер «Фотоэлемент» — в положение «Вниз».На приемнике излучения:·переключатель 4 в положение 3;·рукоятку 1 повернуть по часовой стрелке до упора;·рукоятки 2 и 3 могут находиться в произвольном положении.На цифровом вольтметре В7-22А:·тумблер «Сеть» в положение выключено;·в группе кнопок (–, V~, mA, k ) нажать кнопку (–), чтосоответствует выбору режима измерения постоянного напряжения;·в группе кнопок (0,2; 2; 20; 200; 2000) нажать кнопку 2, чтосоответствует выбору диапазона измерения постоянного напряжения (–2 В)–(+2 В);·убедиться, что с помощью проводов клеммы (0–2 B) и (*) навольтметре соединены с клеммами «Вольтметр» на блоке питания.
Приэтом клемма, отмеченная на блоке питания символом ( ), должна бытьсоединена с клеммой (*) на вольтметре;·цилиндрический кожух 5 (см. рис.7) передвинуть вправо доупора.Включение монохроматораа) Сетевые вилки блока питания и цифрового вольтметра подключить кпитающей сети 220 В, 50 Гц.б) Тумблерами «Сеть» включить блок питания монохроматора ицифровой вольтметр.в) Переключатель «Накал–Недокал» установить в положение«Недокал».г) Тумблер «Фотоэлемент» поставить в положение «Включено».д) Вращением рукоятки 3 на блоке приемника излучения установить наиндикаторе цифрового вольтметра напряжение, приблизительно +0,5 В.К измерениям можно приступать после прогрева монохроматора ицифрового вольтметра в течение 30 мин.21Проведение измеренийа) Передвинуть влево цилиндрический экран 5 держателясветофильтров.б) Перенести светофильтр из стереоскопической насадки микроскопа вдержатель.
(Студентам, выполняющим задачу №78, предварительнообратиться к лаборанту с просьбой вынуть осветитель из стереоскопическойнасадки). Светофильтр из стереоскопической насадки извлекается двумяпальцами за узкое кольцо с накаткой. Доступ к кольцу обеспечивается двумяпродольными прорезями в корпусе держателя осветителя (см. рис.6).
Вдержатель монохроматора светофильтр помещают так, как показано на рис.8(кольцо с накаткой должно быть обращено в сторону источника излучения).в) Передвинуть цилиндрический экран 5 вправо до упора, изолируя темсамым монохроматор от проникновения постороннего излучения.г) Переключатель «Накал–Недокал» перевести в положение«Накал».д) Произвести измерение длины волны пропускания светофильтра( пр). В целях сокращения времени измерения поиск пр рекомендуетсяначинать для красного светофильтра с= 600,0 нм, для оранжевогосветофильтра с = 500,0 нм, для зеленого светофильтра с = 450,0 нм, дляголубого светофильтра с = 400,0 нм.Перед измерением установить на механическом счетчике длину волны,соответствующую цвету используемого светофильтра.
Вращая рукояткусчетчика «Длина волны» на корпусе монохроматора (см. рис.8) в сторонуувеличения длины волны, найти длину волны, при которой показаниецифрового вольтметра станет максимальным. Записать измеренное значениедлины волны пропускания в таблицу данных 3. Измерения пр провести трираза. После первого измерения диапазон поиска можно сократить — искать впределах 10 нм около найденной при первом измерении пр.РУКОЯТКУ СЧЕТЧИКА «ДЛИНА ВОЛНЫ» ВРАЩАТЬПЛАВНО, БЕЗ РЫВКОВ, С НЕБОЛЬШОЙ СКОРОСТЬЮ№123пр(нм)Таблица 3пр.ср. (A)13.
Обработка результатов измеренийПо данным таблицы 3 найти среднее значениеинтервал и относительную погрешность измерений.пр., доверительный22ЛИТЕРАТУРА1. Белов Д.В ―Электромагнетизм и волновая оптика‖ - МГУ, 1994,часть2-я: введение, гл.1 §§16–20, 23, или2. Белов Д.В, Пустовалов Г.Е. Оптика (ч. IV Краткого курса общейфизики).- МГУ, 1982: Введение (§§1–5, 8).3. Савельев И.В.
«Курс общей физики». Учебное пособие в 5-и книгах.Кн. 4. «Волновая оптика». М. Наука. Физматгиз 1998 г.Ч. II Оптика.Гл. 4 Интерференция света.4.1 - Интерференция световых волн.4.2 - Когерентность.4.3 - Способы наблюдения интерференции света.4.4 – Интерференция света при отражении от тонких пластинок.23.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
