Файл: Лабараторная работа 6 Определение длины световой волны при помощи бипризмы Френеля по дисциплине оптика.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 07.12.2023
Просмотров: 64
Скачиваний: 4
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Лабараторная РАБОТА №6
Определение длины световой волны при помощи бипризмы
Френеля
по дисциплине «ОПТИКА»
Направление «»
Студента
Калининград
2023
Цель работы: Экспериментально определить длины световых волн,
пропускаемых светофильтрами.
Приборы и принадлежности: виртуальная оптическая скамья, вклюающая:
источник света со щелевой диафрагмой, светофильтры, бипризму Френеля,
собирающую линзу, окуляр-микрометр.
Описание виртуальной установки
Бипризма БП представляет собой две одинаковые прямоугольные
призмы с малыми преломляющими углами, сложенные своими основаниями.
Пучок света, падающий на бипризму от источника света ИС с диафрагмой в
виде щели, вследствие преломления в бипризме, разделяется на два перекрывающихся пучка, исходящие как бы от двух мнимых источников. За бипризмой, во всей области наложения пучков света, будет наблюдаться интерференционная картина в виде чередующихся параллельных светлых и темных полос (рис. 1). В случае белого света полосы будут радужными, что затрудняет наблюдение. Поэтому в установке используется нохроматический источник света. Длина волны света определяется одним из трех светофильтров СФ, установленных на турели. Для наблюдения и измерения интерференционной картины используется окуляр-микрометр ОМ, увеличенное поле зрения которого П показано вверхнем правом углу установки. Измерение производится с помощью микрометрического винта МВ, как описано ниже.
Для определения расстояния между мнимыми источниками между оку-
ляр-микрометром и бипризмой помещают собирающую линзу Л, после чего
в поле зрения окуляр-микрометра появляется несфокусированное изображе-
ние двух мнимых источников (щелей). Перемещением линзы вдоль оптиче-
ской скамьи добиваются получения их четкого изображения в поле зрения
окуляр-микрометра (рис.2).
Обработка экспериментальных результатов.
1.
| Свето- фильтр | l(cм) | f(cm) | D(mm) | ∆x(mm) | ʎ(m) | Ꜫ | ∆ʎ(m) |
| Красный | 79,8 | 48,7 | 13 | 47 | 6,8 | 0,01081 | 0,052 |
| Зелёный | 36 | 5,3 | 0,01076 | 0,04 | |||
| Синий | 44 | 4,5 | 0,01072 | 0,0482 |
2. Запустите ролик с флэш-анимацией (виртуальная установка Biprism.swf).
3. Кликнув по кнопке «Сеть», включите осветитель. В поле зрения окуляр-
микрометра возникнет интерференционная картина в виде чередующихся
светлых и темных полос.
4. Установите на оптическую скамью линзу кнопкой и, передвигая ее,
добейтесь как можно более четкого изображения двух мнимых источников в поле зрения окуляр-микрометра. Занесите значения l (положение
окуляр-микрометра) и f (разность положений окуляр-микрометра и линзы) в таблицу.
5. Измерьте расстояние между мнимыми источниками D с помощью окуляр
микрометра. Для этого поместите визир сначала на изображение одной, а
затем другой щели, и найдите разность координат. Занесите значение D в
таблицу.
6. Для измерения ширины интерференционной полосы
x удалите линзу с
оптической скамьи кнопкой . В поле зрения окуляр-микрометра вновь
возникнет интерференционная картина. НЕ ПЕРЕМЕЩАЙТЕ ОКУЛЯР-
МИКРОМЕТР ДО ЗАВЕРШЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ.
7. Для повышения точности измерения ширины полосы измерьте ширину
группы из пяти соседних полос x5. Ширину одной полосы x вычислите
по формуле x = x5 /5 и занесите это значение в таблицу.
8. Установите последовательно два оставшихся светофильтра и повторите
для каждого из них пункт 7. Пункты 4-6 можно не повторять, так как фокусное расстояние линзы не зависит от длины волны.
9. Вычислите и занесите в таблицы значения , погрешностей и средних величин по формулам (3), (4), (5) для всех светофильтров.
(3)
(4)Ꜫ=
(5)
Вывод : в ходе лабораторной работы экспериментально определил длины световых волн, пропускаемых светофильтрами ,их значения близки к значениям в интернете .
ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ
1)
Магнитное поле — поле, действующее на движущиеся электрические заряды и на тела, обладающие магнитным моментом, независимо от состояния их движения; магнитная составляющая электромагнитного поля.
2)
3)
4)
Закон Био-Савара-Лапласа гласит: Магнитное поле любого тока может быть вычислено как векторная сумма (суперпозиция) полей, создаваемых отдельными элементарными участками тока. B ⇀ = ∑ B ⇀ i i. Элементарный участок d l с током I создает магнитную индукцию: B = μ 0 4 π I d l sin α r 2. Здесь альфа — угол между радиусом-вектором и направлением тока в проводнике.
5)
6)
Для определения положения точки Р проведем координатную ось х вдоль оси симметрии, а начало отсчета поместим в центр контура. При этом расстояние R от точки А до точки Р будет связано с координатой х последней соотношением
Найдем вектор dB магнитной индукции ноля, создаваемого выделенным элементом тока dl в точке Р. По определению векторного произведения из закона Био - Савара - Лапласа следует, что вектор dB перпендикулярен и вектору dl , и вектору R . При этом с учетом того,
что векторы dl и R образуют прямой угол, модуль вектора dB будет равен
Так как рассматриваемая система обладает осевой симметрией, вектор В магнитной индукции поля, создаваемого всем контуром, на оси симметрии будет направлен вдоль этой оси. Следовательно, только проекция на ось х этого вектора будет отлична от нуля во всех точках этой оси:
где В - модуль вектора магнитной индукции.
В силу принципа суперпозиции проекция на ось х вектора В будет
где dBx - проекция на ось х вектора dB . Используя подобие прямоугольных треугольников на рис. 6.9, находим, что
Подставив выражение (6.23) в формулу (6.22), с учетом (6.21) получим
Все величины под знаком интеграла не зависят от того, где на контуре С расположен векторный элемент dl , и могут быть вынесены за интеграл.
Так как интеграл от dl равен длине 2тга окружности, придем к формуле
Подставив в эту формулу выражение (6.20), получим следующую зависимость магнитной индукции от координаты х точки Р:
7)
8)
Земля в целом представляет собой огромный шаровой магнит. Магнитное поле Земли имеет внутриземное происхождение. Ядро Земли является жидким и состоящим из железа; в нем циркулируют круговые токи, которые и порождают земное магнитное поле: вокруг токов всегда есть магнитное поле. Оно не является симметричным.
Магнитные бури — это значительные изменения магнитного поля Земли под действием усиленного солнечного ветра, в результате вспышек на Солнце и сопровождающих их выбросов потоков заряженных частиц.
\
9)
Тангенциальный гальванометр - один из первых гальванометров, использовавшихся для измерения электрического тока. Он работает с помощью компаса, который используется для сравнения магнитного поля создаваемого неизвестным током с магнитным полем Земли. Свое название он получил от тангенциального закона магнетизма, в котором говорится, что тангенс угла наклона магнитной стрелки пропорционален соотношению сил двух перпендикулярных магнитных полей.
10)
