Оценка абсолютной погрешности косвенных измерений 4 страница
Контрольные вопросы:
- Что такое линза? _____________________
- Как зависит от показателя преломления и кривизны поверхностей линзы? ______________
- Как определяется фокусное расстояние собирающей линзы? _____________________
Лабораторная работа №11
Тема: Определение длины световой волны при помощи
дифракционной решетки
Цель работы: научиться определять длину световой волны при помощи дифракционной решетки
Оборудование: прибор для определения длины световой волны, дифракционная решетка (рис. 9)
Рис. 9 Рис. 10
Описание работы
Дифракционная решетка - это оптический прибор, предназначенный для изучения спектра света. В частности, с ее помощью можно измерить длины волны, соответствующие различным цветам спектра. Дифракционная решетка представляет собой совокупность большого числа очень узких параллельных щелей одинаковой ширины, разделенных непрозрачными промежутками.
На практике часто используют стеклянные пластинки, на которые нанесены параллельные штрихи.
Периодом решетки d называется расстояние между центрами соседних щелей
( период указывается на решетке). Если смотреть сквозь решетку и прорезь на источнике света, то на черном экране можно наблюдать по обе стороны от прорези дифракционные спектры. Их наблюдается несколько, но мы будем рассматривать только первый из них по обе стороны от щели. Расчеты показывают, что длина волны
, где l – расстояние от дифракционной решетки до экрана, h - расстояние от щели до максимума света, соответствующего выбранному цвету (рис. 10).
Порядок выполнения работы:
1. Соберите измерительную установку, изображенную на рисунке1. Решетка 1 устанавливается в держателе 2, который прикреплен к концу линейки 3. На линейке располагается черный экран 4 с узкой вертикальной щелью 5 посередине. Вся установка крепится на штативе 6.
2. Запишите период дифракционной решетки d.
3. Наблюдая через дифракционную решетку и прорезь шкалы, добейтесь того, чтобы по обе стороны от прорези были видны максимумы интенсивности излучения первого и второго порядка фиолетового и красного.
4. Измерьте расстояние l от дифракционной решетки до шкалы.
5. Измерьте отклонения от центра прорези до максимума первого порядка красного света (слева и справа от прорези).
6. Найдите среднее арифметическое отклонение: 
7. Вычислите длину волны красного цвета.
8. Повторите измерения и вычислите длину волны для фиолетового цвета.
9. Полученные результаты занесите в отчетную таблицу:
| Цвет полосы | hcлева,м | hсправа,м | hср,м | l,м | λ,нм |
| Красный | |||||
| Фиолетовый |
10. Запишите вывод: что вы измеряли и какой получен результат.
11. ВЫВОД:________________________________ __________
Контрольные вопросы:
1. Получится ли световой минимум при пользовании белым светом?
________________
2. Чем спектры, полученные при помощи решеток с 50 до 100 штрихами на миллиметр, отличаются друг от друга? ________________
3. Какое значение имеют ширина и число щелей дифракционной решетки? ________________
Лабораторная работа №12
Тема: Наблюдение спектров различных веществ
Цель работы: изучение сплошного и линейчатого спектров; ознакомление с устройством и работой спектроскопа.
Оборудование: спектроскоп прямого зрения, двухтрубный спектроскоп, электрическая лампа, спиртовка, соли различных веществ, неоновая трубка, набор светофильтров.
Описание работы
Спектром излучения называется распределение энергии электромагнитного излучения по длинам волн (или частот). Для получения спектра излучения видимого диапазона используется прибор, называемый спектроскопом (рис. 1), в котором детектором излучения служит человеческий глаз.
Рис. 1
В спектроскопе свет от исследуемого источника 1 направляется на щель 2 трубы 3, называемой коллиматорной трубой (рис. 2). Щель выделяет узкий пучок света. На втором конце коллиматорной трубы имеется линза, которая расходящийся пучок света преобразует в параллельный. Параллельный пучок света, выходящий из коллиматорной трубы, падает на грань стеклянной призмы 4. Так как показатель преломления света в стекле зависит от длины волны, то параллельный поэтому пучок света, состоящий из волн разной длины, разлагается на параллельные пучки света разного цвета, идущие по разным направлениям. Линза 5 зрительной трубы фокусирует каждый из параллельных пучков и дает изображение щели в каждом цвете. Разноцветные изображения щели образуют разноцветную полосу — спектр.
Нагретые твердые и жидкие тела, а также Солнце и звезды испускают свет со сплошным спектром, представляющим собой сплошную разноцветную полосу со всеми цветами от красного до фиолетового.
Порядок выполнения работы:
1. Подготовить к действию спектроскоп.
2. Направить спектроскоп на волосок горящей электрической лампочки. Изучить спектр, зарисовать его и указать к какому типу спектров он относится.
3. Направить спектроскоп на пламя спиртовки, в которое внести на проволочке тампон из стеклянной ваты (или асбеста), смоченный в водном растворе поваренной соли. Изучить спектр, зарисовать его и указать к какому типу спектров он относится.
4. Рассмотреть спектры, получаемые при внесении в пламя спиртовки солей других веществ. Изучить спектры, зарисовать их и указать к какому типу спектров они относится.
5. Рассмотреть спектр, получаемый от светящейся неоновой трубки. Изучить спектр, зарисовать его и указать к какому типу спектров он относится.
6. ВЫВОД: ____________________________
Контрольные вопросы:
1. Что называют дисперсией?______________________________________
_____________________________________________________________
__________________________________________________________
2. Какие бывают спектры? ________________________________________
__________________________________________________________
3. Сформулируйте закон Кирхгофа? ________________________________
_______________________________________________________
4. Назовите приборы для получения и исследования спектра? __________
__________________________________________________________
5. Что такое спектральный анализ? Где его применяют? _______________
_______________________________________________________
Лабораторная работа №13
Тема: Изучение звездного неба с подвижной карты звездного неба
Цель работы: ознакомиться с картой звездного неба, научиться находить некоторые созвездия, звезды, научиться решать некоторые астрономические задачи, с помощью подвижной карты звездного неба.
Оборудование: подвижная карта звездного неба.
Описание работы