151391 (566925), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

4.1 Измерение угла между гранями с помощью автоколлиматора (см. рис. 4, а).

Установить призму на столик так, чтобы одна из ее граней располагалась перпендикулярно к одному из винтов наклона столика. Поворачивая зрительную трубу, найти автоколлимационное изображение креста и совместить его вертикальную ось с вертикальной осью перекрестия трубы. Снять отсчет А₁ по лимбу. Поворотом в горизонтальной плоскости трубы или столика с призмой на величину найти автоколлимационное изображение креста от второй грани призмы и совместить его с перекрестием. Снять отсчет А₂ по лимбу. Вычислить угол по формуле , где .

4.2 Измерение угла между гранями призмы методом отражения (см. рис. 4,б)

При измерении угла призмы методом отражения используется коллиматор и зрительная труба с окуляром. Между коллиматором и трубой устанавливается угол порядка . Осветить щель коллиматора (можно использовать ртутную лампу) и, поворачивая столик, совместить изображение щели коллиматора, полученное от первой грани призмы, с вертикальной нитью перекрестия окуляра трубы. Видимая ширина щели должна быть в 2-3 раза больше нити перекрестия. Коллиматор должен быть сфокусирован винтом 5. Снять отсчет В₁. Повернуть столик с призмой до совмещения изображения щели, полученного от второй грани, с нитью перекрестия трубы, снять отсчет В₂. Угол призмы определить по формуле , где .

Рис.3. Шкала отсчета угла.

Рис.4. Схематическое изображение выполнения работы:

а) определение угла между гранями методом автоколлиматора;

б) определение угла методом отражения;

в) определение показателя преломления по углу наименьшего отклонения.

4.3 Определение коэффициента преломления по углу наименьшего отклонения лучей (см. рис. 4, в).

4.3.1. Установить призму на столик, как показано на рис. 4, в, щель коллиматора осветить ртутной лампой.

4.3.2. Найти изображение спектра в поле зрения трубы, навести трубу на одну из двух желтых линий (длины волн основных линий спектра излучения ртутной лампы в видимой области представлены в таблице 1).

4.3.3. Наблюдая в трубу, поворачивать столик так, чтобы линия перемещалась вправо (при этом угол отклонения этих лучей уменьшается). Линию необходимо при этом держать в поле зрения трубы. В некоторый момент времени линия начнет двигаться в обратном направлении.

4.3.4. Установив момент остановки изображения линии, снять отсчет по лимбу А₄. Момент изменения направления движения линии и есть то положение призмы относительно коллиматора, при котором лучи идут пути наименьшего угла отклонения.

4.3.5. Не снимая призмы со столика, совместить щель с перекрестием сетки трубы и снять по лимбу отсчет А₂ (см. рис. 4, в). Наименьший угол отклонения рассчитывается по формуле .

Значение показателя преломления определить по формуле:

, (15)

где - угол при вершине призмы (рекомендуется взять 60⁰).

4.3.6. Определить показатели преломления для всех линий, указанных в таблице 1, в соответствии с вышеизложенной методикой.

4.3.7. Построить график зависимости .

4.3.8. Из полученной кривой зависимости определить среднюю дисперсию D и число Аббе из следующих соотношений:

, , (16)

где - показатели преломления для соответствующих длин волн _D=5893 А (А - Ангстрем) (желтая линия в спектре излучения Na), _F=4861 А (голубая линия в спектре излучения водорода H), _C=6563 А (красная линия в спектре излечения водорода H). Значения коэффициентов D и можно определить, если знать . Для расчета значений показателя преломления для указанных длин волн можно воспользоваться формулой Коши:

(17)

где коэффициенты А, В, С определяются, используя значения для трех длин волн вблизи той, для которой определяем показатель .

Таблица 1.

Следует отметить, что для вычисления показателей преломления с использованием формулы Коши являются громоздкими, поэтому следует составить программу для использования ЭВМ.

4.3.9. По значению параметров D и определить сорт стекла, из которого изготовлена исследуемая призма.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Физический смысл коэффициентов , ; способы измерения дисперсии.

2. Что означает временная нелокальность электромагнитной волны?

3. Поясните появление частотной зависимости .

4. Дайте объяснение дисперсии показателя преломления на основе классической электронной теории Лорентца.

5. Определите понятия "нормальной" и "аномальной" дисперсии.

6. Представьте график зависимости от частоты и длины волны скорости распространения электромагнитной волны в веществе.

7. Физический смысл дисперсии и числа Аббе.

8. Угол наименьшего отклонения. Какова дисперсия призмы при этом угле? Вывести формулу (15).

ЛИТЕРАТУРА

1. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Оптика. М., 1980, с 517-527, 584-586.

2. Годжаев М.Н. Оптика. М., 1977, с. 269-273.

3. Калитиевский Н.И. Волновая оптика. М., 1978, с. 110-125.

4. Бегунов Б.Н. Геометрическая оптика. М., 1966.

5. Теория оптических систем. М., 1982.

Характеристики

Список файлов лабораторной работы