Изучение дисперсии света (лабораторная работа), страница 3

          Как известно из курса электричества, электрический момент единицы объема представляет собой вектор поляризации вещества . Диэлектрическая восприимчивость  и диэлектрическая проницаемость  связаны простым соотношением: .

          Соответствующие выкладки при малом поглощении света (– мало) приводят к результату:

                           (9)

где  – некоторые константы, а  – длины волн, соответствующие условиям резонанса. Подробное обоснование этого результата приведено в литературе (см. стр. 11).

          Отметим, что резонансные частоты определяют те участки спектра, которые наиболее интенсивно поглощаются частицами вещества.

          Как обычно говорят  определяют линии поглощения вещества. Общий ход дисперсии представлен на рис. 2.

Рис. 2 общий ход дисперсии при

          Область монотонного изменения показателя преломления между двумя соседними линиями поглощения передает характер дисперсии прозрачных веществ и называется нормальной дисперсией.

          В нашей работе исследуется нормальная дисперсия жидкостей. Исследуемое вещество помещается в призматическую кювету. В общем случае расчет показателя преломления по наблюдаемому ходу луча является довольно сложным. Однако, если рассматривать ход луча в главном сечении призмы, сечении, перпендикулярном ее ребрам,  и при наименьшем угле отклонения , то значение п может быть определено по следующей формуле:

,                                             (10)

где  – преломляющий угол призмы, равный в нашем случае 45⁰.

Рис. 3. Ход луча в призме

2. ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ

Гониометр Г-5, на котором предстоит выполнить работу, – точный оптический прибор, служащий для измерения углов с точностью до 1 секунды. Прибор настроен так, чтобы обеспечить успешное проведение измерений при минимальных затратах времени, поэтому не рекомендуется сбивать настройку прибора. Необходимо пользоваться только органами управления, помеченными цифрами.

Прибор Г-5 смонтирован на массивном металлическом основании. Его оптическая система состоит из коллиматора 1, обеспечивающего получение параллельного пучка света, зрительной трубы 2 и угломерного устройства 3. Осветитель прибора 4 снабжен набором сменных светофильтров, с помощью которых их дисперсионного спектра можно выделить узкие участки света.

Исследуемое вещество – образец стекла призматической формы размещается на предметном столике 5, который может вращаться вокруг вертикальной оси. Фиксация столика производится винтом 6, малые перемещения столика вокруг оси – винтом 7. Винты, находящиеся под ними не трогать, так как будет сбита установка угломерного отсчета. Непосредственно под предметным столиком расположен крупногабаритный узел 8, называемый алидадой. Внутри ее корпуса расположен отсчетный лимб. Показания прибора снимаются с помощью отсчетного микрометра 3.

3. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1.  Можно приступать к работе только после ознакомления с инструкцией по технике безопасности и описанием прибора. Электрическая цепь прибора предполагает питание части узлов непосредственно от электрической сети, а части узлов – через понижающий трансформатор. После подсоединения прибора к электрической сети с помощью двух вилок включается питание измерительной оптической линии с помощью тумблера 10 на левой стороне корпуса (внизу), а питание осветительного блока 4 с помощью тумблера 2 на корпусе понижающего трансформатора. Трансформатор имеет регулятор напряжения, позволяющий регулировать накал лампы осветителя. Желательно накал лампы осветителя устанавливать не предельный, а несколько ниже, чтобы не допускать перегрева корпуса.