Правила выполнения и оформления лабораторных работ

Изучение методики выполнения работы производится студентами самостоятельно и включает в себя изучение физической сути исследуемого явления и принципиальной схемы экспериментальной установки. Для этого в начале каждой работы имеется краткий теоретический материал. Дополнительный материал можно получить, изучая учебную и научную литературу, список которой приведен в пособии. В тетради для лабораторного практикума должны быть подготовлены расчетные формулы, таблицы для записи измеренных значений, вычерчена схема экспериментальной установки. В лаборатории студент обязан подробно ознакомиться с используемыми в работе приборами (макетами), записать их характеристики в тетрадь, произвести предварительные расчеты режимов работы, оценить величины возможных ошибок в измерениях. Приступать к выполнению работы следует только после получения от преподавателя допуска.

Выполнение каждой лабораторной работы состоит из пяти основных этапов:

1. Предварительная подготовка к работе.

2. Сдача допуска к работе.

3. Выполнение работы в лаборатории.

4. Оформление отчета.

5. Сдача зачета.

Первый этап. При предварительной подготовке к лабораторной работе необходимо изучить теорию и методику работы по руководству, рекомендуемой литературе, лекциям.

В рабочую тетрадь записать:

· Номер и название работы, приборы, оборудование.

· Краткую теорию.

· Рисунки, схемы.

· Таблицы для записи измерений и вычислений (под таблицей оставить место для расчетных формул, погрешностей и результатов по вычислениям по ним).

· Рекомендуемую литературу.

Второй этап. Сдать допуск к работе. Для этого необходимо иметь представление об исследуемом физическом явлении и знать методику измерений величины, ожидаемый характер зависимостей между измеряемыми физическими величинами.

В рабочей тетради иметь предварительные записи.

(Допуск сдается перед началом работы).

Третий этап. Получив допуск, собрать установку, изучить применяемые в работе приборы и выполнить измерения. Результаты измерений записать карандашом в заготовленные на первом этапе таблицы в рабочей тетради.

Четвертый этап. После выполнения лабораторной работы студент обязан представить отчёт, форма которого должна быть следующей.

1. Сведения о лабораторной работе:

· номер лабораторной работы;

· название лабораторной работы;

· цель работы;

· приборы и принадлежности.

2. Методика эксперимента:

· проведение эксперимента;

· рисунок или схема установки;

· расчётные формулы.

3. Результаты измерений:

· номер таблицы;

· название таблицы;

· таблица с указанием в графах физических величин, единиц их измерения, погрешностей полученных величин.

4. Графическое представление результатов:

· указать физические величины, отложенные по осям координат, и единицы их измерения;

· обосновать выбор масштаба по осям координат;

· построить график (если графиков несколько, то они должны быть разного цвета).

5. Оценка погрешностей:

· вывод расчётных формул для вычисления погрешностей;

· вычисление погрешностей измеренных в эксперименте величин;

· вычисление погрешностей косвенных измерений;

· погрешности, вносимые в таблицу.

6. Выводы:

· источники ошибок полученных величин;

· Ваши предложения по усовершенствованию лабораторной установки и по проведению работы.

Пятый этап. Для получения зачета необходимо знать теорию исследуемого явления, понимать результаты выполняемого эксперимента; уметь объяснить методику проведенных измерений, продемонстрировать умение грамотно пользоваться приборами, которые применялись в работе, представить аккуратно оформленный отчет.

Лабораторные работы
по ВОЛНОВОЙ И КВАНТОВОЙ ОПТИКИ

Лабораторная работа № 1

Исследование зависимости показателя преломления стекла
от длины световой волны

Цели и задачи работы

Цели работы:

– Ознакомление студентов с методом измерения показателя преломления стекла.

Задачи работы:

– Определение показателя преломления различных видов стекла.

– Определение погрешности измерений.

Теоретическая часть

Световые волны различных длин l распространяются в вакууме с одинаковыми скоростями (), а в веществе - с различными. Например, в обыкновенном стекле красный свет распространяется с большей скоростью, чем фиолетовый. Влияние вещества на распространение света обусловлено взаимодействием света с атомами и молекулами, из которых состоит вещество. Это взаимодействие ведет к изменению фазовой скорости света u и, следовательно, определяется выражением

где n - абсолютный показатель преломления вещества, который показывает во сколько раз скорость света в вакууме больше, чем в данной среде.

В основе применяемого метода в данной работе лежит явление кажущегося уменьшения толщины стекла при рассматривании сквозь нее предмета (метки) на нижней поверхности стекла. Схема прохождения пучка лучей через пластинку показана на рисунке 1.

Существует связь между действительной толщиной Н исследуемой пластинки, кажущейся толщиной h и показателем преломления стекла n. Установить эту связь можно из рассмотрения хода лучей от точки А через стеклянную пластинку до В. При этом предлагается, что глаз находится на той нормали к плоскости пластинки, которая проходит через точку А, и пучок лучей АВ составляет с нормалью малый угол .

Рис. 1. Распростанение луча в стекляной пластине.

Узкий пучок лучей АВ после преломления на границе раздела двух сред выходит из пластинки в воздух и составляет с нормалью и ее поверхностью угол . Согласно закону преломления этот угол связан с углом через показатель преломления n следующим соотношением:

Наблюдателю кажется, что рассматриваемый пучок лучей исходит не из точки А, а из точки приподнятой на некоторую высоту . Рассматривая треугольники АВС и , можно записать, что