Лабораторная работа №10

Лабораторная работа №1

Результаты эксперимента:

1. Построить полярные диаграммы зависимости силы света источников (с матовым стеклом и без него) от направления (индикатриса источника света).

2. Оценить погрешность определения силы света источника.

Теоретические вопросы:

1. Фотометрия. Энергетические и световые величины. Кривая видности.

2. Ламбертовский источник.

3. Принципиальная схема установки и вывод расчетной формулы. Освещенность, создаваемая точечным источником.

4. Устройство фотометра и ход лучей в нем. Фотометрический кубик: назначение и ход лучей.

 

Лабораторная работа №2

Результаты эксперимента:

1. Построить график зависимости квадрата темных и светлых колец от номера кольца и определить по нему радиус кривизны сферической поверхности линзы.

2. Оценить погрешность.

Теоретические вопросы:

1. Интерференция света. Когерентные волны и способы их получения в оптике. Условия максимумов и минимумов.

2. Полосы равного наклона и равной толщины. Кольца Ньютона в проходящем и отраженном свете.

3. Принципиальная схема установки и вывод формулы для радиусов темных и светлых колец.

 

Лабораторная работа №3

Результаты эксперимента:

1.Рассчитать длины волн желтой, зеленой и синей линий в спектре излучения ртути (в двух способах).

2.Сравнить с учетом погрешности полученные результаты с табличными значениями (для каждого упражнения).

Теоретические вопросы:

1. Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Зоны Френеля. Дифракция на круглом отверстии и непрозрачном диске.

2. Дифракция Фраунгофера (на одной щели; на дифракционной решетке).

3. Основные характеристики дифракционной решетки, как спектрального прибора.

 

Лабораторная работа №4а

Результаты эксперимента:

1. Рассчитать фокусное расстояние тонкой собирающей линзы (три способа), оценить погрешность.

2. Построить по экспериментальным данным (1-й способ) график зависимости от и определить с его помощью фокусное расстояние линзы. Обосновать расчет.

3. Рассчитать фокусное расстояние рассеивающей линзы.

Теоретические вопросы:

1. Закон преломления и отражения света на границе раздела двух сред. Преломление лучей в плоскопараллельной пластине.

2. Построение изображений в тонких линзах.

3. Вывод формулы линзы. Правило знаков. Оптическая сила тонкой линзы.

 

Лабораторная работа №4б

Результаты эксперимента:

1. Рассчитать фокусные расстояния толстой линзы (два способа), оценить погрешность.

2. Построить схему объектива (изобразить положение главных и фокальных плоскостей относительно рейтера).

Теоретические вопросы:

1. Закон преломления и отражения света на плоской и сферической границе раздела двух сред. Линзы, кардинальные элементы (главные и фокальные точки, плоскости).

2. Построение изображений в толстых линзах.

3. Вывод формулы линзы. Правило знаков. Оптическая сила толстой линзы.

 

Лабораторная работа №5

Результаты эксперимента:

1. Рассчитать видимое увеличение зрительной трубы (два способа).

2. Рассчитать видимое увеличение микроскопа

Теоретические вопросы:

1. Глаз как оптическая система. Лупа: ход лучей, видимое увеличение.

2. Зрительные трубы (Кеплера, Галилея): ход лучей, видимое увеличение.

3. Микроскоп: ход лучей, видимое увеличение.

4. Предел разрешения оптических приборов.

 

Лабораторная работа №6

Результаты эксперимента:

1. Определить концентрацию сахара в колбах.

Теоретические вопросы:

1. Основные законы геометрической оптики. Предельный угол полного отражения. Показатель преломления.

2. Преломление лучей призмой.

3. Устройство рефрактометра. Обоснование метода измерения показателя преломления.

Лабораторная работа №7

Результаты эксперимента:

1. Построить график зависимости показателя преломления света в стекле от длины волны. Рассчитать дисперсию призмы.

2. Оценить по данным эксперимента собственную частоту колебаний электронов и число электронов в единице объема Ν.

Теоретические вопросы:

1. Преломление лучей призмой. Наименьший угол отклонения лучей призмой.

2. Дисперсия призмы.

3. Электронная (классическая) теория дисперсии.

Лабораторная работа №8

Результаты эксперимента:

1.Определить удельную постоянную вращения сахара. Какой физический смысл этой величины?

2. Оценить по данным эксперимента концентрацию сахара (в процентах) во всех трубках.

Теоретические вопросы:

1. Поляризация света. Поляризаторы и анализаторы. Закон Малюса. Способы получения поляризованного света.

2. Двойное лучепреломление. Распространение света в анизотропных средах. Эллиптическая и круговая поляризация.

3. Вращение плоскости поляризации, феноменологическая теория.

Лабораторная работа №9

Результаты эксперимента:

1.Построить график зависимости мощности, потребляемой лампой W от разности четвертых степеней температур, где Ти – истинная температура, Тк – комнатная температура.

2. Определить по графику постоянную Стефана-Больцмана, сравнить полученный результат с табличным значением.

Теоретические вопросы:

1. Тепловое излучение, величины, его характеризующие. Законы теплового излучения (Кирхгофа, Стефана-Больцмана, закон смещения Вина).

2. Формула Планка и ее связь с законами теплового излучения.

3. Яркостная температура и истинная температура. Пирометр: устройство, ход лучей.

Лабораторная работа №10

Результаты эксперимента:

1.Построить (на одном графике) вольтамперные характеристики вакуумного фотоэлемента при двух различных значениях светового потока.

2.Построить световую характеристику вакуумного фотоэлемента.

3.Построить световые характеристики селенового фотоэлемента при трех различных значениях сопротивления.

Теоретические вопросы:

1. Фотоэффект: внешний, внутренний, вентильный. Законы фотоэффекта. Уравнение Эйнштейна. Красная граница фотоэффекта.

2. Экспериментальное обоснование фотонной теории света. Характеристики фотона (энергия, импульс, момент импульса).

3. Давление света. Опыты Лебедева. Обоснование давления света на основе волновой и фотонной теории света.

 

Литература основная

1. Савельев И.В. Курс общей физики, т.2. СПб.: Лань, 2011.

2. Ландсберг Г.С. Оптика. М.: Физматлит, 2010.

3. Кошкин Н.И., Васильчикова Е.Н., Барабанова Н.Н. Оптика. Лекционный курс. М.: МГОУ, 2015.

 

Литература дополнительная

1. Годжаев Н.М. Оптика.

2. Калитеевский Н.И. Волновая оптика.

3. Бутиков Е.И. Оптика.

4. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Т.4

5. Алешкевич В.А. Оптика.