Файл: Лабораторная работа 3 По дисциплине Физика.docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 08.11.2023

Просмотров: 18

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.



Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
Санкт-Петербургский горный университет



Кафедра общей и технической физики







Лабораторная работа № 3

По дисциплине:



Физика




(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)


Тема: Измерение показателя преломления воздуха интерферометром Жамена


Выполнил: ………………………………………………студент Энхтувшин У. ГГ-21-1
Проверил:……………………………………………… …………………………………..

Санкт-Петербург
2023

Цель работы: изучить интерферометр Жамена, определить показатель преломления воздуха интерферометром Жамена.
Явление – интерференция света.
Краткое теоретическое обоснование:
Интерферометры – очень тонкие измерительные приборы, в основе работы которых лежит явление интерференции.



Интерферометр Жамена состоит из двух плоских одинаковых стеклянных пластин 1 и 2, посеребренных с одной стороны. Параллельный пучок света от источника 3 падает на пластину1. Часть света отражается от ее передней грани, а другая часть, преломившись, отражается от задней посеребренной грани. Таким образом, из пластины 1 выходят два пучка света А и В, взаимно когерентные, поскольку выходят из одного и того же источника света. Каждый из этих пучков, попав на пластинку 2, еще раз раздваивается, и из нее выходят уже четыре пучка а, б, в, г, причем пучки б и в накладываются друг на друга. Если пластины 1 и 2 параллельны, то разность хода в пучках б и в будет по всему сечению равна нулю. В результате интерференции пучки усиливают друг друга и в зрительную трубу 4 мы увидим интерференционное поле равномерно оснащенным.

Интерференцией света называется сложение световых пучков, ведущее к образованию светлых и темных полос. Свет представляет собой электромагнитные волны. Как и всякие волны, световые волны могут интерферировать

Источники света и испускаемые ими лучи, удовлетворяющие указанным требованиям, называются когерентными.

Результат интерференции зависит от разности фаз интерферирующих волн. Чтобы картина интерференции в каждой точке пространства не менялась со временем, необходимо, чтобы разность фаз была постоянной. В противном случае в каждой точке пространства волны будут то усиливать, то ослаблять друг друга и глаз, воспринимая усредненную картину, не обнаружит интерференционных полос. Следовательно, наблюдать интерференционную картину можно лишь в том случае, если интерферирующие волны имеют строго одинаковую частоту и постоянную разность фаз.
Закон преломления: луч падающий, луч преломленный и перпендикуляр, проведенный к границе раздела в точке падения, лежат в одной плоскости, отношение синуса угла преломления есть величина постоянная.


Схема установки



Интерферометр Жамена включает источник света 1 (используется лазер), двойную газовую кювету 2, толстые плоскопараллельные пластины 3 и зрительную трубу 4 для наблюдения интерференционных полос. Одна из кювет соединена с атмосферой, другая – с системой наполнения и измерения давления (рис.3), состоящей из насоса 1, манометра 2 и клапана 3 для медленного выпуска воздуха из кюветы.


Расчетные формулы:
= /

- угловой коэффициент (Па-1);

- коэффициент пропорциональности (Па-1);

 - длина волны, излучаемая лазером (м);

 - длина кюветы (м);

k - оптическая разность хода лучей (м);

n1 – показатель преломления воздуха;

n2 – показатель преломления газа;

p – давление в кювете (Па);

pатм – атмосферное давление (Па).

k – число полос.
Таблица результатов
Согласно данному манометру – 1,6 кгс/см2 равны 100 делениям прибора, а 1 кгс/см2 приблизительно равен 98067 Па. На основе этих данных преобразуем таблицу.



Номер опыта



(дел.)



(дел.)






(дел.)

δp

(Па)


(Па)-1

n

1
70
64
10
6
9414,432
0,001062199
1,000287

2
42
36
10
6
9414,432
0,001062199
1,000287

3
40
34
10
6
9414,432
0,001062199
1,000287

4
36
32
10
4
6276,288
0,001593298
1,000431

5
35
25
10
10
15690,72
0,000637319
1,000172

6
34
27,5
10
6,5
10198,968
0,000980491
1,000265

7
27,5
21,5
10
6
9414,432
0,001062199
1,000287

8
21,5
15
10
6,5
10198,968
0,000980491
1,000265

9
15
9
10
6
9414,432
0,001062199
1,000287

10
9
2,5
10
6,5
10198,968
0,000980491
1,000265


Пример расчета
дел. = 6 дел. · 0,016 кгс/см2 · 98067 Па = 9414,432 Па






Па

1,000284
Погрешности прямых измерений
Δ = с/2 = 0,25 дел. = 0,004 кгс/см2 ≈ 392,268 Па

Δатм = 50 Па
Погрешности косвенных измерений
Δn = · = 1,000284 · = 0,0398687284 ≈ 0,04
Вывод: в ходе лабораторной работы был определён показатель преломления воздуха с помощью интерферометра Жамена и получен результат ∆ . Полученный результат приблизительно равен табличному значению показателя преломления воздуха. Значит, данный метод определения показателя преломления воздуха с помощью интерферометра Жамена позволяет получить примерно точные результаты.

Смотрите также файлы