Файл: Отчет по лабораторной работе 3 измерение показателя преломления оптического.docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Отчет по практике

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 08.11.2023

Просмотров: 111

Скачиваний: 3

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

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»




Инженерная школа новых производственных технологий Направление 12.04.02 «Оптотехника»

Отделение материаловедения

Отчет по лабораторной работе №3

ИЗМЕРЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ ОПТИЧЕСКОГО СТЕКЛА С ПОМОЩЬЮ ГОНИОМЕТРА


Студент гр. 4В01 Сайкова П. А

Леднева Е. Т.
Преподаватель Карнаухова А. А.


Томск – 2023
Цель работы: приобретение практических навыков измерения показателя преломления гониометрическими методами и определение типа стекла исследуемой призмы по результатам измерений. Рис.2Схемаизмеренияугламеждугранямипризмыили клина с помощью автоколлиматораРис. 3Схема измерения показателя преломления стекла методом наименьшегоуглаотклонения:I—первоеположениезрительнойтрубы; II — второе положение зрительной трубы; φmin — угол наименьшего отклонения.Ходработы

  1. Ознакомившись с описанием гониометра ГС-5 и приемами измерения углов с его помощью, измерилт преломляющий угол θ призмы, выданной для исследования. Данные измерений приведены в таблице 1 Таблица 1 – Измерение преломляющего угла призмы


№ измерения
1-я грань

А1
2-я грань

А2




1
160°22'36''
43°41'42''

116°40'13"

-64°40'13"

2
160°21'45''
43°41'49,5''

3
160°20'5''
43°41'47''

4
160°22'51''
43°41'51''

5
160°22'37''
43°41'43''

среднее
160°21'59''
43°41'46''







  1. ????
    Измерили угол наименьшего отклонения ???????????????? для следующих линий ртути
????1=545,1нм;????2=577нм;????3=435,8нм;????4=404,7нм;????5=623,2нм.Данныеизмеренийприведенывтаблице2.Таблица2–Измерениеугланаименьшегоотклонениядлялинийртути


№ измерения
Ось коллиматора
????1
????2
????3
????4
????5

546,1 нм
577,0 нм
435,8 нм
404,7 нм
623,2 нм

А0
А1

1
76°26'24''
129°9'38''
128°13'9''
131°8'17''
132°6'42''
128°5'3,5''

2
76°24'28''
129°9'37''
128°13'17''
131°8'18''
132°6'45''
128°2'4''

3
76°25'25''
129°9'34''
128°13'10''
131°8'15''
132°6'45''
128°3'56''

4
76°26'27''
129°9'36''
128°13'5''
131°8'14''
132°6'42''
128°4'2''

5
76°27'24''
129°9'37''
128°13'8''
131°8'17''
132°6'35''
128°1'58''

среднее
76°26'26''
129°9'35''
128°13'11''
131°8'16''
132°6'43''
128°4'1''
Уголнаименьшегоотклоненияопределилипоформуле: ????
???????????????? = |????0− ????1|Для????1=545,1нм, получим 546,1
????????????????= |76°26′26′′ − 129°9′35′′|= 52°43′9′′ Аналогичнымобразомпроизвелирасчетугланаименьшегоотклонениядля других длин волн. Данные расчета представлены в таблице 3.Таблица3–Расчетнаименьшегоуглаотклонения

????????????????

545.1
????????????????

577.0
????????????????

435.8
????????????????

404.7
????????????????

623,2

52°43'9"
51°46'45"
54°41'50"
55°40'17"
51°37'35"

  1. Определили показатель преломления материала призмы для выбранных ???? . Данные расчет представлены в таблице 4.
Показатель преломления материала призмы для выбранных ???? определили по следующей формуле:


Для ????1 = 545,1 нм, получим:

n(545,1)=sin((64°40'13"+52°43'9")/2)/(sin(64°40'13"/2)=1,813866
???????? =

sin

???? + ???????????????? 2


????
sin ????

2

Аналогичным образом произвели расчет показателя преломления для других длин волн.

Таблица 4 – Значения показателя преломления для выбранных длин волн


????545.1
????577,0
????435.8
????404,7
????623,2

1,813866
1,800810
1,846806
1,860031
1,797460




  1. Построили график зависимости ???????? = ???? (????) (рис. 4).

Для построения графика зависимости ???????? = ???? (????) воспользовались данными таблицы 4.


Рис.4Графикзависимости????????=????(????)

  1. По данным графика рассчитали число Аббе ????е. Число Аббе определили по формуле:

???????? =

???????? − 1



????????′ − ????????′

где ???????? – показатель преломления для ???? = 545,07 нм (ртуть) - 1,813866

????????′ – показатель преломления для ???? = 404,7 нм (кадмий) - 1,860031

????????′ – показатель преломления для ???? = 623,2 нм (кадмий) - 1,797460

1,813866 − 1

???????? = 1,860031 − 1,797460 = 13

Число Аббе = 13 характеризует тяжелые флинты

  1. Расчет погрешности измерения ????е.


    1. ????
       Расчет погрешности прямых измерений при определении преломляющего угла ???? призмы и угла наименьшего отклонения ???????????????? .

Средняя квадратичная погрешность для среднего арифметического ( таб. 6):






где ???? − число измерений;


???????? − значение измеряемой величины (отсчет по нониусной шкале);

????˜ − среднее арифметическое;

????˜????˜ − среднеквадратичную погрешность для среднего арифметического 1-я грань призмы,А1


′


Аналогичным образом определили среднеквадратичную погрешность серии измерений для других отсчетов. Результаты расчета приведены в таблице 6.
Таблица 6 – Среднеквадратичная погрешность

Измерение преломляющего угла ????
Измерение угла наименьшего отклонения ????????????????

????


Ось коллиматора
????1

546,1 нм

????˜А˜1
????˜А˜2
????˜А˜0
????˜А˜1

1,52′′
1,78′′
0,84′′
0,97′′


Границы доверительного интервала для среднего арифметического (случайная погрешность прямых измерений):

∆????˜сл = ???????????? ∙ ????˜????˜,

где ???????????? −коэффициент Стьюдента

???? − доверительная вероятность

Для 5 измерений ???????????? = 2,78 при ???? = 95%
1-я грань призмы, А1

∆А1 сл. = 2,78 ∙ 1.52 = 4,23′′
Аналогичным образом определили границы доверительного интервала для среднего арифметического для других отсчетов. Результаты расчета приведены в таблице 7.Таблица7–случайнаяпогрешностьизмерений

Измерение преломляющего угла ????
Измерение угла наименьшего отклонения ????????????????

????


Ось коллиматора
????1

546,1 нм

∆А1 сл.
∆А2 сл.
∆А0 сл.
∆А1 сл.

4,23′′
4,95′′
2,34′′
2,76′′

Смотрите также файлы