Требования по технике безопасности. 4.1. Прежде чем приступить к работе, внимательно ознакомьтесь с заданием и оборудованием.

4.1. Прежде чем приступить к работе, внимательно ознакомьтесь с заданием и оборудованием.

4.2. Проверьте заземление лабораторной установки и изоляцию токонесущих проводов.

4.3. Немедленно сообщите преподавателю или лаборанту о замеченных неисправностях.

4.4. В целях предохранения окружающих от ожогов и от действия на глаза ультрафиолетового излучения, запрещается снимать кожух с ртутной лампы.

4.5. Не оставляйте без присмотра включенную в сеть лабораторную установку, это может привести к несчастному случаю.

4.6. Выключать ртутную лампу можно после окончания измерений. Повторное включение горевшей лампы возможно только после ее охлаждения (приблизительно 10 минут), когда давление паров ртути понизится настолько, что напряжение зажигания разряда станет ниже напряжения цепи, питающей лампы.

4.7. По окончании работы приведите в порядок свое рабочее место. Обесточьте приборы.

 

Порядок выполнения работы

5.1. Определение преломляющего угла призмы

1. В присутствии преподавателя или лаборанта включить ртутную лампу.

2. Установить коллиматор 2 гониометра рис. 2.4 напротив отверстия в кожухе ртутной лампы так, чтобы расстояние между щелью коллиматора и лампой было не более 1–2 см.

3. Установить зрительную трубку 1 так, чтобы она была напротив коллиматора. Маховичками 4 и 5 добиться резкого изображения щели.

4. Навести визирную линию на середину изображения.

5. Поставить стеклянную призму на предметный столик 17 так, чтобы биссектриса преломляющего угла была параллельна пучку света, и чтобы свет падал на обе грани рис. 2.3. Основание призмы, которым может быть любая грань, должно быть приблизительно перпендикулярно оси коллиматора.

6. Повернуть зрительную трубку вправо, найти изображение щели в отраженном свете, визирная линия должна находиться на середине изображения.

7. Произвести отсчет угла φ₁ через микроскоп 15 по лимбу рис. 2.4.

8. Повернуть зрительную трубку влево, найти изображение щели в отраженном свете от левой грани призмы, произвести отсчет угла φ₂.

9. Рассчитать преломляющий угол призмы

.

 

Если при переходе от угла φ₁ к φ₂ проходят через ноль делений лимба, тогда преломляющий угол призмы рассчитывается как

(через φ₂ обозначается больший отсчет).

 

5.2. Определение угла наименьшего отклонения призмы и его зависимости от длины волны

1. Снять призму со столика и установить зрительную трубку так, чтобы визирная линия находилась на середине изображения щели коллиматора. Произвести отсчет φ₀, занести его в таблицу. Этот отсчет соответствует направлению неотклоненных лучей, выходящих из коллиматора.

2. Повернуть зрительную трубку влево на угол порядка 30° и установить призму на предметном столике так, чтобы биссектриса преломляющего угла ее приблизительно совпала с биссектрисой меньшего тупого угла между осями зрительной и коллиматорной труб, а основание призмы было бы внутри этого угла рис. 5.1.

3. Навести зрительную трубку на желтую линию спектра ртути. Совместить визирную линию с желтой линией спектра. Закрепить зрительную трубу.

 

Рис. 5.1

 

4. Предметный столик с призмой повернуть немного вправо и влево, наблюдая за тем, как перемещается желтая линия (при этом стопорная головка должна находиться в крайнем левом положении). Затем столик поворачивают в таком направлении, чтобы желтая линия двигалась к положению неотклоненного луча. Если при этом желтая линия выходит из поля зрения, трубу следует вести вслед за линией.

Отклонившись на некоторый угол, линия останавливается, а затем начинает двигаться обратно (при вращении столика с призмой в том же направлении). В момент остановки желтой линии положение призмы соответствует установке ее на угол наименьшего отклонения желтых лучей (т.е. преломленный луч в призме идет параллельно основанию).

5. В этом положении столик с призмой закрепить. Повернуть зрительную трубу до совмещения визирной линии с серединой желтой линии. Наблюдая в микроскоп 15, произвести отсчет угла φ _i, занести его в таблицу.

6. Аналогичным образом определить угол наименьшего отклонения для других линий спектра ртути (зеленой, синей, фиолетовой).

7. Вычислить углы наименьшего отклонения для всех линий спектра ртути

.

8. Зная преломляющий угол призмы P и угол наименьшего отклонения δ_min, вычислить по формуле (9) показатель преломления для каждой линии спектра ртути.

9. Построить график зависимости n = f (λ).

 

Линии спектра	Длина волны, нм	φ0	φi	δmin	n
желтая зеленая синяя фиолетовая	435,8 404,7

 

Контрольные вопросы

1. Что такое дисперсия света, электронная теория дисперсии света?

2. Что такое нормальная дисперсия, когда наблюдается аномальная дисперсия?

3. Как экспериментально определить преломляющий угол призмы?

4. Что такое угол наименьшего отклонения призмы, как его определяют?

5. Как экспериментально проверяется зависимость n = f (λ)?

6. По каким признакам можно отличить спектры, полученные с помощью призмы и дифракционной решетки?

7. При каком условии угол отклонения луча призмой принимает наименьшее значение?

8. Изменится ли результат измерения n, P, δ при изменении длины волны источника света?

 

Список литературы

1. Савельев И. В. Курс общей физики. Т. 3. – М.: Наука, 1998.

2. Трофимова Т. И. Курс физики. – М.: Высшая школа, 2001.

3. Сивухин Д. В. Общий курс физики. Т. 4. – М.: Наука, 1985.