2020-05-25
193
1. Включите источник света. В зрительную трубу наблюдайте интерференционную картину в красном свете, состоящую из горизонтальных полос.
2. Осторожно поворачивая пластину Р1 с помощью винта, добейтесь, чтобы одна из темных полос расположилась вдоль горизонтальной линии видимой в поле зрения трубы.
3. Осторожно поворачивая рукоятку сильфона и не прекращая наблюдения в окуляр, создайте в одной из кювет такое избыточное давление, чтобы интерференционная картина сместилась на полполосы (при этом на горизонтальной линии темная полоса должна заменится светлой). Измерьте избыточное давление 
в миллиметрах водного столба с помощью водяного манометра.
4. Продолжайте увеличивать давление и измеряйте 
, соответствующее смещению картины на одну, полторы, две и две с половиной полосы. Результаты измерений занесите в таблицу 1. Разность показателей преломления рассчитать по формуле (14), считая, что 
=10 см, 
=6600 Å.
Имейте ввиду, что
, (15)
где 
=1,00 г/см3 – плотность воды, 
=13,60 г/см3 – плотность ртути.
|
|
|
Таблица 1. Результаты эксперимента и расчета
Число полос, 
|  , мм. водного столба
|  , мм. ртутного столба
| 
|
| 0,5 | |||
| 1,0 | |||
| 1,5 | |||
| 2,0 | |||
| 2,5 |
Контрольные вопросы
1. Как устроен интерферометр Жамена?
2. Докажите, что с помощью интерферометра Жамена наблюдаются интерференционные полосы равного наклона.
3. Почему в белом свете с помощью интерферометра Жамена можно наблюдать интерференционную картину только с горизонтальными интерференционными полосами?
4. Расскажите о порядке выполнения работы.
Исследование спектров пропускания светофильтров
Цель работы: изучить зависимость коэффициентов пропускания светофильтров от длины световой волны.
Оборудование: источник питания, светодиод, монохроматор МУМ-01, фотодиод, кюветное отделение, светофильтры из цветного оптического стекла.
Поглощение света
Прохождение света через вещество сопровождается уменьшением энергии световой волны. Это происходит потому что электромагнитное поле волны приводит в колебания электроны атомов вещества. При этом частично энергия колеблющихся электронов возвращается излучению в виде световых волн, испускаемых электронами. Часть энергии превращается в тепло в результате столкновений атомов вещества между собой.
Закон Бугера: Если на поверхность однородного вещества падает плоская световая волна (параллельный пучок лучей) интенсивностью 
, то интенсивность 
волны, выходящей из вещества равна:
, (1)
где 
– коэффициент поглощения, зависящий от длины волны, но не зависящий от интенсивности; 
– толщина слоя вещества (рис.1).
|
|
|
Рис.1. К закону Бугера
Так как коэффициент поглощения зависит от длины волны, поглощающие свет вещества окрашены. Например, стекло, слабо поглощающее красные лучи и сильно поглощающее лучи других цветов, при освещении белым светом будет казаться красным, а при освещении другим светом, например зеленым, будет казаться черным из-за сильного поглощения. Это явление используется при изготовлении светофильтров.
Коэффициент пропускания светофильтра 
выражается через коэффициент поглощения следующим образом:
(2)
Светофильтры делятся на полосовые и отрезающие. Полосовые светофильтры – это светофильтры, пропускающие излучение с длинами волн из узкого интервала. Отрезающие светофильтры – это светофильтры, пропускающие длины волн больше некоторой граничной длины волны. Спектральная характеристика светофильтра представляет собой график зависимости коэффициента пропускания 
светофильтра от длины волны . На рис.2 представлена спектральная характеристика отрезающего светофильтра.
Рис.2. Спектральная характеристика отрезающего светофильтра
Параметрами отрезающего светофильтра являются длина волны 
, при которой начинается возрастание и крутизна спектральной характеристики 
. Крутизна спектральной характеристики рассчитывается по формуле:
(3)
