Файл: Лабораторная работа 3 измерение показателя преломления воздуха интерферометром жамена по дисциплине Физика.docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.12.2023

Просмотров: 17

Скачиваний: 2

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

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации



Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

Санкт-Петербургский горный университет

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3

ИЗМЕРЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ

ВОЗДУХА ИНТЕРФЕРОМЕТРОМ ЖАМЕНА
По дисциплине Физика

(наименование учебной дисциплины, согласно учебному плану)

Выполнил: студент гр., НГШ-22-1 Унас мухсин.

(шифр группы) (подпись) (Ф.И.О.)

Дата:

Проверил

руководитель работы:

(должность) (подпись) (Ф.И.О.)

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.

С
хема 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.




Основные расчетные формулы

  1. Угловой коэффициент

, где





  1. Коэффициент пропорциональности

, где







  1. Показатель преломления воздуха





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
30
24
10
6
9414,432
0,0010622
1,00029164

2
30
26
8
4
6276,288
0,00127464
1,00034997

3
30
22,5
12
7,5
11768,04
0,00101971
1,00027998

4
30
25
9
5
7845,36
0,00114717
1,00043746

5
30
21
14
9
14121,628
0,00099139
1,00017498

6
30
18
18
12
18828,864
0,00095598
1,00026921

7
30
28
5
2
3138,144
0,0015933
1,00029164

8
30
20
16
10
15690,72
0,00101971
1,00026921

9
30
25
7
5
7845,36
0,00089225
1,00029164

10
30
17
20
13
20397,936
0,00098049
1,00026921


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






Па

1,0002
Погрешности прямых измерений
Δ = с/2 = 0,25 дел. = 0,004 кгс/см2 ≈ 392,268 Па

Δатм = 50 Па
Погрешности косвенных измерений
Δn = · = 1,0002 · = 0,25288380765≈ 0,26
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