Определение показателя преломления воздуха интерферометром Жамена

Цель работы: определение показателя преломления воздуха при нормальном давлении.

Схема установки:

 

Рис.2

Интерферометр Жамена (рис.2) включает источник света 1 (используется лазер), двойную газовую кювету 2, толстые плоскопараллельные пластины 3 и зрительную трубу 4 для наблюдения интерференционных полос. Одна из кювет соединена с атмосферой, другая – с системой наполнения и измерения давления (рис.3), состоящей из насоса 1, манометра 2 и клапана 3 для медленного выпуска воздуха из кюветы.

 

Рис.3

Необходимые измерения

Отсчитывая каждый раз по 10 интерфенционных полос, прошедших через перекрестие зрительной трубы при начальном давлении p=70 кгс/см², записываем промежуточные давления:

p₁=64,5 кгс/см²

p₂=58 кгс/см² 

p₃=52 кгс/см²

p₄=45,5 кгс/см² 

p₅=39,5 кгс/см²

p₆=34 кгс/см² 

p₇=27,5 кгс/см² 

p₈=22 кгс/см² 

p₉=17 кгс/см² 

p₁₀=10 кгс/см²

На основе данных измерений можем построить график (он прилагается на отдельном листе). После этого находим угловой коэффициент графика:

, где DN – число полос, прошедших через перекрестие, соответствующее изменению давления Dp. . По формуле  находим коэффициент пропорциональности a. 

= 4,2×10^-6 (l=6328 А; l=24 см). Так как нужно найти показатель преломления воздуха при нормальном давлении ( 1 атмосфера ) вычислим сколько делений на манометре соответствует одной атмосфере. Максимальное измеряемое давление 1,6 атм., всего делений 100, следовательно можем составить пропорцию:

1,6 атм. – 100 дел.

1 атм. – х дел., следовательно х=62,5 дел.=62,5 кгс/см²

Далее по формуле n=a×p+1 можем вычислить показатель преломления воздуха при нормальном давлении: n=4,2×10^-6×62,5+1=1,00026

По формуле:  находим погрешность найденного показателя преломления. Dn==0,008

Ответ: n=1,00026

             Dn=0,008