Лабораторная работа 16. Исследование дисперсии и разрешающей способности призмы методические указания к лабораторной работе для студентов всех специальностей и направлений подготовки

• Название: Исследование дисперсии и разрешающей способности призмы методические указания к лабораторной работе для студентов всех специальностей и направлений подготовки
• Анкор: Лабораторная работа 16
• Дата: 18.12.2019
• Размер: 0.86 Mb.
• Имя файла: 16_Issledovanie_Dispersii_I_Razreshayuschey_Sposobnosti_Prizmy.doc
• Тип: Исследование; #100824
• страница: 9 из 12

Таблица 1

Номер измерения	Отсчет слева 1, град	Отсчет справа 2, град	 = 1 – 2, град	 = /2, град	, град
1 2 3

6) оценить погрешность измерения углов ₁ и ₂, а затем  – погрешность определения преломляющего угла.


Лучи света от коллиматора



3.Определение угла наименьшего отклонения для желтой ( = 579 нм), зеленой ( = 546 нм) и фиолетовой ( = 435 нм) линий ртути:

1) повернуть столик с призмой так, чтобы свет, выходящий из коллиматора, падал на грань АВ под некоторым углом (рис. 10);

2) повернуть зрительную трубу так, чтобы в окуляр была видна одна из спектральных линий; если необходимо, дополнительно сфокусировать окуляр;

3) найти положение призмы, при котором угол отклонения  минимален. Для этого, наблюдая в трубу ту или иную линию, поворачивать рукой в одном направлении столик с призмой. При этом изображение линии будет передвигаться по полю зрения, в некоторый момент времени остановится и начнет двигаться в обратном направлении, несмотря на то, что вращение столика продолжается в прежнем направлении. Момент, когда направление движения изображения линии начинает изменяться, и есть то положение призмы относительно коллиматора, при котором световые лучи идут под наименьшим углом отклонения;

4) найдя это положение, совместить визир зрительной трубы с серединой спектральной линии (предварительно убедившись, что установка действительно соответствует углу наименьшего отклонения) и отсчитать угол поворота зрительной трубы. Выполнить измерения трижды, каждый раз сбивая настройку и вновь устанавливая столик с призмой в положение угла наименьшего отклонения;

5) настроить призму на угол наименьшего отклонения для других длин волн спектра излучения ртути и снять соответствующие отсчеты;

6) повернуть столик с призмой так, чтобы свет из коллиматора попадал на грань призмы ВС (рис.10, пунктирная линия). Повторить все действия, описанные в пп. 2-5 для всех длин волн;

7) выключить источник питания лампы;

8) рассчитать удвоенный угол наименьшего отклонения 2 как разность отсчетов положения зрительной трубы при падении света на грань АВ и ВС, результаты измерений и расчетов записать в табл. 2.

Таблица 2

, нм	Номер измерения	Отсчет положения зрительной трубы, град.		2, град	, град	, град
		Грань АВ	Грань ВС
579	1 2 3
546	1 2 3
435	1 2 3

4. Построение кривой дисперсии:

1) вычислить показатель преломления стекла призмы по формуле (5) для всех длин волн, записать результаты вычисления в табл. 3;

2) оценить погрешность косвенного измерения показателя преломления n;

3) построить график, откладывая по оси абсцисс длину волны , по оси ординат – величину показателя преломления;

4) сделать вывод о типе дисперсии стекла призмы в исследуемом спектральном диапазоне.

Таблица 3

, нм	, град	, град	/2, град	sin /2	( + δ)/2	sin ( + )/2	n	RP

5) определить разрешающую способность стеклянной призмы по формуле (6). Для этого предварительно необходимо определить величину графически по наклону дисперсионной кривой. Для этого в областях коротких (фиолетовая линия) и более длинных (желтая линия) волн проводятся касательные к кривой, и определяется тангенсы углов ее наклона α (рис. 11).



Рис. 11. Кривая дисперсии

Тогда дисперсия призмы в различных диапазонах длин волн λ: . Далее необходимо рассчитать численное значение разрешающей способности по формуле (6) следующим образом

.

Результат также запишите в таблицу 3.