4семестр_8_лаб (1179771), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Проследим, как влияет на изображение уменьшение ширины щели. При неизменной сетке и что происходит при смене сеток при постоянной ширине щели. Прилагается фотоотчет. 0.32 0.47 0.63 0.76 39 58 79 99 Работа 4.2.1 Колльца Ньютона Цель работы: познакомится с явлением интерференции в тонких плщенках на примере колец Ньютона и с методикой интерференционных измерений кривизны стеклянной поверхности Схема установки для наблюдения колец Ньютона Л - ртутная лампа S - щель О - обьектив П - призма прямого зеркала Р - полупрозрачная пластинка М - микрометрический винт Условие минимума освещенности: Для радиусов тёмных колец m - номер кольца (rm )^2, мм^2 (r'm )^2, мм^2 Для радиусов светлых колец 1 0.01 0.007 2 0.024 0.02 3 0.033 0.029 4 0.044 0.04 5 0.055 0.053 0.06 f(x) = 0.011054545454546 x f(x) = 0.0112 x − 0.0038 (rm )^2, мм^2 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 m Находим радиус кривизны линзы R = (rm)^2 / m λ = (0,011 / 546) * 10^3 = 0,02 м Наблюдение биений Зелёный: Жёлтый: Δm3 = 16 Δmж = 17 Табличные значения: λ1 = 546 нм λ2 = 580 нм λ2 in [565, 590] Окулярная шкала 10 мм / 100 мм = 0,1 мм / дел Микрометрический винт : 1/1000 мм/дел Δλ = 34 нм Работа 4.4.1 Амплитудная дифракционная решётка Цель работы: Знакомство с работой и настройкой гониометра Г5 определение спектральных характеристик амплитудной решётки.
Условия максимума спектральной составляющей с длинной волны λ от угла к нормали решётки: dsin φ = mλ d - период решетки Угловая дисперсия D, характеризующаяся расстоянием между ближайшими спектральными линиями: D = dφ/dλ = m/dcosφ = m / √(d^2 - m^2λ^2) Разрешающая способность призмы: Дисперсионная область (условие непересекающихся соседних порялков) G = Δλ = λ/m Ход работы: 1) Провели юстировку ганиометра и установли начало отсчёта. (0 - й порядок на φ0 = 180⁰0‘00“) 2)Провел качественные наблюдения спектра 3) Измерили угловые координаты спектральных линий ртутной лампы: цвет φ(1) φ(-1) sin(φ -φ0)(1) sin(φ -φ0)(-1) λ, нм яркость φ0 Измерения для 4-х порядков: Ф С Г З Ж Ж‘ К 3.18239 3.18549 3.19116 3.19616 3.19979 3.20006 3.10065 3.0976 3.09203 3.08643 3.08336 3.08318 0.04079 0.04389 0.04955 0.05454 0.05816 0.05844 0.04093 0.04398 0.04954 0.05513 0.05819 0,,05837 404.7 435.8 491.6 546.1 577 579.1 3 4 4 10 8 10 3.14159 3.20448 3.07865 0.06285 0.0629 623.4 4 m=1 градусы минуты секунды Ф 182 20 15 С 182 30 55 Г 182 50 24 З 183 7 36 Ж 183 20 4 Ж‘ 183 21 0 К 183 36 13 m = -1 градусы минуты секунды Ф 177 39 15 С 177 28 46 Г 177 9 37 З 176 50 23 Ж 176 39 50 Ж‘ 176 39 13 К 176 23 37 По полученным значениям построим график sin(φ-φ0) от λ 0.065 0.06 f(x) = 0.000100717802292 x − 2.50722059610983E-05 sin(φ-φ0) 0.055 0.05 0.045 0.04 0.035 0.03 390 440 490 540 590 640 λ, нм Из графика получим период решётки: d = λ / sin φ = 10000нм(n = 100 шт/мм) 5) Определим полуширину через угловые координаты линий желтого дуплета во всех видимых порядках.
Расчитаем по полученным значениям дисперсию и оценим теоретически. D = dφ/dλ = m/dcosφ = m / √(d^2 - m^2λ^2) m = 1; D = 0,129 * 10^-3 1/нм Dтеор = 0,1 * 10^-3 1/нм m = 2; D = 0,215 * 10^-3 1/нм Dтеор = 0,2 * 10^-3 1/нм 6) Для оценки разрешающей способности R измеряем ширину одной из линий желтого дуплета: δφ: 183⁰20‘20“ - 183⁰19‘04“ = 16“ = 7,7*10^-5 рад По значению дисперсии для первого порядка получим аппаратную полуширину линии: δλ = δφ / D = 7,7 Ангстрем R = 750. Освещенная часть решетки составляет: N = R/m 7) Рассмотрим зависимость разрещающей способности R от ширины пучка. Для этого поставим диафрагму на коллиматорном обьективе и сузим её ддо тех пор, пока две линии желтого дуплета не смажутся в одну.
Зафиксируем ширину диафрагмы: h = hразм - h0 = (320 - 20)дел * 0,01 мм/дел = 3 ± 0,1 мм При такой ширине диафрагмы разрещающая способность R, число штрихов N и число штрихов на мм d соотв. равны: R = λ/δλ = 275 N = R/m = 275 n = d^-1 = N/h = 92 шт/мм D = 4/√(d^2 - 16 λ^2) = 4,11 * 10^-4 (1/нм) G = λ/m = 144,5 нм Предельная ширина спектрального интервала Δλ, при котором спектры соседних порядков не перекрываются m(λ + δλ) = (m + 1)λ -> Δλ = λ/m Работа 4.3.2(Б) Дифракция света на ультразвуковой волне в жидкости Цель работы: изучение дифракции света на синусоидальной аккустической решётке и наблюдение фазовой решётки методом тёмного поля Л - источник света К - конденсатор S - коллиматорная щель Ф - красный светофильтр С - кювета с водой О1 - коллиматорный объектив О2 - камерный обьектив F - фокальная плоскость М - микроскоп В - микрометрический винт Формулы, используемые в обработке результатов: Λ = mfλ/l m - номер максимума f - фокусное расстояние до объектива О2 l - расстояние от m то 0 максимума Λ - длинна ультразвуковой волны V=Λ*ʋ ʋ - частота V - cкорость звука Формулы обсчета погрешностей Среднеквадратиная ошибка Ϭср V = √(1/N(∑(ni - nср )^2) = 360 м/с ϬΛ = Λ * √((Ϭf/f)^2 + (Ϭk / k)^2+ (Ϭλ / λ)^2) Ϭv = V * √((Ϭʋ/ʋ)^2 + (ϬΛ / Λ)^2) Для уравнения y = kx + b Ϭk = k * (1/√(n)) * √((<y^2> - <y>^2) / (<x^2> - <x>^2) - b^2 ʋ, МГц 1.058 1.190 1.320 1.453 275 304 344 371 401 300 337 375 407 447 284 323 369 411 450 274 320 370 413 460 m 2 1 0 -1 -2 410 390 450 f(x) = − 31.9 x + 339 f(x) = − 36.4 x + 373.2 430 370 410 350 390 370 330 350 310 330 290 310 270 290 250 -2.5 -2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5 270 -2.5 -2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5 450 450 430 f(x) = − 42 x + 367.4 f(x) = − 46.5 x + 367.4 430 410 410 390 390 370 370 350 350 330 330 310 310 290 290 270 -2.5 -2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5 270 -2.5 -2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5 Из графиков, по наклону прямой, определим среднее расстояние между соседними полосами ʋ, МГц 1.058 1.190 1.320 1.453 Средняя скорость K, дел 31.9 36.4 42.0 46.5 Ϭк, дел Λ * 10^-3 м 0.2 1.4 0.2 1.23 0.1 1.07 0.2 0.96 распространения V * 10^3 м/с 1.48 1.46 1.41 1.39 волны в воде Ϭv 0.04 0.04 0.04 0.04 <V> =1435 ± 57 м/с Определение скорости ультразвука методом тёмного поля Частота, МГц Коорд.
Верх 1.3650 1.3355 1.3090 1.1276 1.1218 1.1370 1.1025 1.0398 Коорд. Низ Кол-во полос 0.30 0.00 0.20 0.30 0.10 0.50 0.25 0.40 7.00 6.90 6.70 7.00 6.50 6.50 6.75 6.30 Λ, мкм 15 15 14 14 13 11 12 10 1468 1426 1412 1370 1332 1202 1210 1112 1500 1450 f(x) = − 1523.32621317075 x + 2572.78451223913 1400 1350 Λ, мкм 1300 1250 1200 1150 1100 1050 1000 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9 0.95 1/ʋ, 1/МГц Ϭv = 76,1 м/с V = 1523 ± 76 м/с (из графика) Сравнение результатов определения скрости ультразвука 2 методами и сравнение с табличным значением: По дифракционной картине Методом тёмного поля Табличное значение 1435 ± 57 м/с 1523 ± 76 м/с 1481 м/с 1 2 <- данные для оси графиков 1 - 4, просто ебанутый эксель не строит по обьедененным клеткам 1 0 -1 -2 0.732601 0.748783 0.763942 0.784 0.82 0.879507 0.907029 0.961723 нным клеткам .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
