Цель работы

Опытным путем определить относительный показатель преломления двух сред (воздуха и стекла).

1. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ВВЕДЕНИЕ.

На границе раздела двух сред, если эти среды различаются оптической плотностью, происходит преломление световых лучей. Ход луча изменяется. Явление преломления подчиняется двум законам:

Луч падающий и луч преломленный, и перпендикуляр, восставленный к границе раздела двух сред в точке падения луча, лежат в одной плоскости.

(1),

где угол - угол падения луча, угол - угол преломления, и - показатели преломления сред.

где с - скорость света в вакууме, а - скорость света в данной среде.

2. ХОД РАБОТЫ.

1. На бумагу положить плоско - параллельную пластинку, очертить ее плоские грани карандашом и опустить перпендикуляр К (см. рис.).

2. Вколоть булавку N в середину стороны АВ у самой поверхности стекла. Вторую булавку М вколоть в произвольном месте. Булавки N и М определяют положение падающего луча MN.

3. Глядя по направлению луча MN через стекло с другой стороны грани СД, вколоть еще одну булавку F, так, чтобы булавки казались расположенными на одной прямой, если смотреть через стекло. Булавки N и F определяют направление преломленного луча .

4.Измеряя транспортиром угол падения и угол преломления , вычислить по формуле (1) показатель преломления стекла по отношению к воздуху (n_{табличное}= 1,6¸1,8).

5. Результаты записать в таблицу.

ТАБЛИЦА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ И ВЫЧИСЛЕНИЙ

№	Угол	Угол						ср

6. Проделать опыт 3 раза, беря разные углы падения в одной плоскости. Для этого необходимо менять положение булавки М. При этом изменяется также положение булавки F.

7. Определить погрешность измерения по среднему значению .[30]

8. По данным определить величину смещения S [31].

9. Сделать вывод о проделанной работе[32].

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПЕРВОГО УРОВНЯ.

1. Что называется преломлением света? Сформулируйте и запишите законы преломления света.

2. Как связаны между собой относительные показатели преломления взаимно граничащих сред?

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ВТОРОГО УРОВНЯ.

3. В чем состоит физический смысл относительного показателя преломления? Абсолютного показателя преломления?

4. Формула, выражающая связь относительного показателя преломления двух граничащих сред с их абсолютным показателем преломления.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ТРЕТЬЕГО УРОВНЯ.

5. Выведите закон преломления света на основе волновых представлений о свете.

Лабораторная работа №15.

«Определение длины световой волны с помощью дифракционной решетки».

Приборы и принадлежности, используемые в работе:

1. Прибор для определения длины световой волны.
2. Источник спектра.

Цель работы:

Определить длины волн для различных видимых частей спектра.

1. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ВВЕДЕНИЕ.

Характерным проявлением волновых свойств света является дифракция света, т. е. отклонение света от прямолинейного распространения при встрече с отверстием, щелью или краем преграды, размеры которой сравнимы с длиной световой волны.

Плоской дифракционной решеткой называют совокупность большого числа находящихся в одной плоскости узких, параллельных, близко расположенных друг к другу прозрачных для света участков (щелей), разделенных непрозрачными промежутками.

Можно, с помощью дифракционной решетки, определить экспериментально длину световой волны. Если на дифракционную решетку падает белый свет, волны каждого цвета входящего в его состав, образуют свои дифракционные максимумы. Положение дифракционного максимума зависит от длины световой волны. Поэтому в каждой светлой полосе присутствуют все семь основных цветов. Следовательно, на экране справа и слева от центрального максимума наблюдают цветные дифракционные спектры разного порядка.

2.ХОД РАБОТЫ:

1. Наводим прибор на нить лампы, смотря на неё через дифракционную решетку и щель щитка, находящуюся на нулевом делении шкалы.

2. Проверяем правильность расположения спектров на черном фоне над шкалой и, если наблюдается смещение их с черного фона, устраняем перекос поворотом рамки с решеткой (смотри рисунок 1).

3. Двигаем щиток со шкалой по брусу, чтобы получить на шкале четкое изображение спектра.

4. Определяем расстояние от нулевого спектра до середины фиолетовых лучей ( и ), - справа, - слева и находим среднее значение для фиолетовых лучей.

5. Определяем по бруску расстояние от дифракционной решетки до шкалы (b).

6. Аналогичным образом произвести измерения и расчеты для зеленых и красных лучей.

7. Вычислить длину волны для красных, зеленых, фиолетовых лучей 1-го порядка.

l = ,

n - порядок спектра.

8. Подобные вычисления сделать для лучей спектра 2-го порядка, не изменяя (b).

9. Все данные занести в таблицу.

10. Определить среднее значение длин волн l_ср в каждом спектре: для красных, зеленых, фиолетовых лучей.

ТАБЛИЦА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ И ВЫЧИСЛЕНИЙ

1нм = 10^{-9 м.}

Порядок спектра	Видимая часть спектра	Расстояние от щели до части спектра мм.	Расстояние от решетки до шкалы мм.	Длина волны	Нм	[33]
					b
1.	Фиолетовый
	Зеленый
	Краcный
2.	Фиолетовый
	Зеленый
	Краcный

Постоянная решетки d = 1/100 мм.

l_{фиолетовый} – 380 ÷ 450 Нм.

l_{зеленый} – 510 ÷ 550 Нм.

l_{красный} – 620 ÷ 760 Нм.

11. На основании полученных результатов сделать вывод.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ [34].

1. Что такое дифракция волн и при каких условиях она возникает?
2. Как определяется длина волн с помощью дифракционной решетки?
3. Что такое постоянная дифракционной решетки?

Лабораторная работа № 16.