Порядок выполнения работы
Задание 1. Определение преломляющего угла призмы
1. Расположить призму на столике так, чтобы ее основание было перпендикулярно оси коллиматора.
2. Зажечь ртутную лампу, получить резкое изображение щели коллиматора.
3. Поворачивая зрительную трубу, найти отраженное от грани АВ призмы изображение щели (рис. 5.6), сфокусировать и совместить его с визирной линией в поле зрения трубы. Снять отсчет N1 по шкале окуляра 12 отсчетного микроскопа. Для этого повернуть маховичок 11 настолько, чтобы верхние и нижние штрихи в левом окне поля зрения окуляра совместились (рис.5.7).
Число градусов будет равно первой от вертикального индекса левой цифре верхней шкалы. Число десятков минут равно числу интервалов между штри‑ хами: верхним (число градусов) и нижним (отличающимся от верхнего на 180).
Число единиц минут находим по шкале в правом окне поля зрения окуляра по левому ряду чисел.
Число десятков и единиц секунд определяем по правому ряду цифр и числу делений, считая сверху до горизонтального неподвижного индекса на этой шкале. (Рис. 5.7 соответствует отсчету 212о 44'13'').
4. Найти отраженное от грани АС изображение щели. Снять отсчет N2.
5. Вычислить угол N=|N2–N1|, если N1>N2, то угол N=360о–(N1–N2).
6. Вычислить угол по формуле .
7. Результаты занести в таблицу 5.1.
Таблица 5.1
№
| N1
(от левой грани)
| N2
(от правой грани)
| N
| A,
град.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Средние
| -
| -
| -
|
|
Задание 2. Определение угла наименьшего отклонения dmin.
1. Расположить зрительную трубу вдоль оси коллиматора. Совместив перекрестие трубы с изображением щели, определить положение не отклоненного луча (отсчет N0).
2. Перемещая зрительную трубу, найти спектр ртутной лампы. В видимой части спектра ртути видны линии: желтая двойная – l=5790 и 5789 ; светло-зеленая – l=5460 ; фиолетовая – l= 4062 .
3. Сфокусировать зрительную трубу на желтую левую линию ртути. Вращать столик с призмой так, чтобы желтая линия приближалась к направлению не отклоненного луча (к оси коллиматора). В некоторый момент линия начнет двигаться в обратном направлении, несмотря на то, что направление вращения столика не изменилось. В момент изменения движения линии призма настроена на угол наименьшего отклонения для желтой линии ртути. Зафиксировать этот момент, совместив перекрестие зрительной трубы с линией, закрепить трубу и снять отсчет N.
Если при вращении столика линия будет выходить из поля зрения трубы, необходимо трубу перемещать вслед за вращающимся столиком.
4. Аналогично провести измерения для остальных линий спектра ртути.
5. Вычислить угол dmin=|N–No| для всех линий.
6. Результаты отсчетов и вычислений занести в таблицу 5.2.
Таблица 5.2
№
| N0
| Название линии
| l,
нм
| N
| dmin
| n
|
|
| жёлтая
|
|
|
|
|
|
| светло-зелёная
|
|
|
|
|
|
| фиолетовая
| 406.2
|
|
|
|
7. Вычислить для всех исследуемых линий показатель преломления n по формуле (5.17).
8. Построить график зависимости n=f(l) и сделать выводы.
Контрольные вопросы
1. Что такое дисперсия света? Дисперсия вещества?
2. Дайте определение нормальной и аномальной дисперсии.
3. Какова физическая причина зависимости показателя преломления от длины волны по теории Лоренца?
4. Если электромагнитная волна падает на вещество, то какие силы действуют на оптические электроны и какой вид движения совершают эти электроны?
5. Нарисуйте кривую зависимости показателя преломления вещества от частоты света и объясните качественно её ход.
6. Почему области аномальной дисперсии являются и областями поглощения?
Используемая литература
[1] §§ 33.4, 33.5;
[2] § 26.2;
[3] § 3.44;
[5] § 102;
[7] §§ 185, 186.
Лабораторная работа 3-06
Определение постоянной Стефана-Больцмана
Цель работы: ознакомление с законами теплового излучения, измерение постоянной Стефана-Больцмана.
Теоретическое введение
Поток световой энергии, падающий на поверхность непрозрачного тела, частично входит внутрь тела и поглощается. Поглощенная телом энергия преобразуется в другие формы энергии, чаще всего в энергию теплового движения. Поэтому тела, поглощающие лучи, нагреваются. Тело, нагретое до температуры большей, чем температура окружающей среды, отдает в виде излучения электромагнитных волн различных длин теплоту (непрерывный спектр). Всякое излучение сопровождается потерей энергии и происходит либо за счет внутренней энергии, либо за счет получения энергии извне.
Излучение тела, обусловленное тепловым движением молекул, называется тепловым, так как происходит за счёт энергии теплового движения молекул. Любое тело с температурой Т≠0, излучает, причём спектр излучения – сплошной. Если уменьшение энергии тела при излучении восполняется за счёт поглощения излучения, падающего на тело, то излучение называется равновесным.
Тепловое излучение тел может быть охарактеризовано двумя основными величинами:
1. Интегральная интенсивность излучения, численно равна энергии всех длин волн, излучаемой в единицу времени с единичной площади поверхности тела:
. (6.1)
Эту величину называют также полной энергетической светимостью. Она зависит от абсолютной температуры тела.
2. Монохроматическая (дифференциальная) интенсивность излучения (спектральная плотность энергетической светимости) численно равна энергии, излучаемой в единицу времени с единичной площади поверхности тела в единичном интервале длин волн:
(6.2)
или частот:
. (6.2а)
Монохроматическая интенсивность излучения является функцией длины волны и температуры (6.2) или частоты и температуры (6.2а). Из определения вытекает связь между интегральной и монохроматической интенсивностями излучения:
(6.3)
Из всей падающей на тело энергии dWпадающ. монохроматического света в интервале длин волн [l; l+dl] часть энергии dWпоглощ. поглощается телом.
3. Величина , показывающая, какую долю энергии падающего излучения в интервале длин волн [ l; l+dl] тело поглощает, называется спектральной поглощательной способностью тела. Тело называется абсолютно чёрным (АЧТ), если поглощает всё излучение, падающее на него: для абсолютно черного тела .
В природе не существует абсолютно чёрных тел. Тела, покрытые сажей или платиновой чернью, приближаются по своим свойствам к абсолютно черным лишь в ограниченном интервале длин волн.
Наиболее совершенной моделью черного тела может служить небольшое отверстие в непрозрачной стенке замкнутой полости (рис.6.1). Луч света, попадающий внутрь через отверстие, претерпевает многократные отражения от стенок полости, прежде чем он выйдет обратно. При каждом отражении происходит частичное поглощение энергии света стенками. Поэтому независимо от материала стенок интенсивность света, выходящего из полости через отверстие, во много раз меньше интенсивности падающего извне первичного излучения. Эта модель тем ближе по характеристикам к чёрному телу, чем больше отношение площади поверхности полости к площади отверстия.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|