Лабораторный практикум по оптике, содержащий описание 21 лабораторной работы, страница 31

Интерферометр Жамена состоит из двух толстостенных стеклянных пластин А и В, между которыми помещают кюветы К с разными показателями преломления газа (воздуха). На пути луча, проходящего через кювету с меньшим показателем преломления газа, помещают компенсационную пластину П. Наблюдение интерференционных полос проводят через зрительную трубу. При этом следует помнить, что в центре картины наблюдается белая полоса нулевого порядка. По обе стороны от нее расположены два минимума. Далее следует система окрашенных полос, четкость которых постепенно ухудшается.

ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ

Включают интерферометр ИТР-2 в сеть и тщательно перемешивают воду мешалкой в термокамере. Наблюдая через окуляр, вращением микрометрического винта добиваются совмещения нижней и верхней интерференционной картины. Снимают отсчет по барабану. Это и будет нулевой отсчет. В дальнейшем все отсчеты следует производить от него.

УПРАЖНЕНИЕ I

Определение показателя преломления
неизвестного раствора

1.  В одной из кювет оставляют растворитель (дистиллированную воду), а в другую с помощью пипетки наливают раствор этилового спирта. Жидкостью заполняют не более 3/4 объема кювет. Отделения кювет закрываются крышками с упругими держателями.

2.  Помещают кюветы в термокамеру и с помощью мешалки добиваются уравнивания температур, которое определяют по четкой интерференционной картине.

3.  Через окуляр наблюдают смещение интерференционной картины. Вращением барабана микрометрического винта добиваются совмещения обеих интерференционных картин по нулевой полосе.

4.  По шкале барабана снимают отсчет N, соответствующий этому положению.

5.  По формуле (7.6) вычисляют неизвестный показатель преломления раствора  ( нм, = 1,33).

6.  Аналогичные измерения проводят для раствора изопропилового спирта при длине кюветы l = 5 см и по формуле (7.6) вычисляют показатель преломления .

7.  Сопоставляют полученные результаты и делают выводы.

Работа с интерферометром Жамена

Вся система интерферометра полностью отъюстирована и никакой регулировке не подлежит. Для четкого видения интерференционной картины на нее фокусируют окуляр зрительной трубы.

УПРАЖНЕНИЕ II

Градуировка компенсатора

1.  Включают прибор в сеть.

2.  Фокусируют зрительную трубу на четкое видение интерференционной картины.

3.  Совмещают нулевую полосу с перекрестием нитей в окуляре зрительной трубы.

4.  Снимают отсчет нулевого деления микрометрического винта компенсатора.

5.  Вращая винт компенсатора, последовательно совмещают с крестом нитей первую, вторую и последующие полосы интерференционной картины и записывают отсчеты. При смещении интерференционной картины на одну полосу разность хода меняется на одну длину волны. При градуировке нужно использовать все полосы, наблюдаемые в окуляр зрительной трубы.

6.  Строят график зависимости  (оптической разности хода волн) от N (числа делений винта компенсатора) и делают вывод.

УПРАЖНЕНИЕ III

Исследование зависимости   от .

1.  Помещают на пути интерферирующих лучей кювету с эталонным газом (воздухом) и кювету с разреженным воздухом, соединенную с насосом и манометром.

2.  Увеличивают давление в кювете на величину  атм. и наблюдают через зрительную трубу смещение интерференционных полос.

3.  Вращением винта компенсатора вновь совмещают середину нулевой полосы с перекрестием нитей в окуляре зрительной трубы и снимают отсчет N₁.

4.  По градуировочному графику определяют , соответствующее N₁, и вычисляют  , где l - длина кюветы.

5.  Вновь увеличивают давление на величину  атм и вычисляют  и т.д.

6.  Затем в кювете создают разрежение, то есть уменьшают давление от атмосферного на величину  атм и вычисляют  по методике, описанной выше.

7.  Аналогично отсчеты снимают при других значениях разреженного давления и вычисляют  и т. д.

8.  Строят график зависимости  и делают выводы.

УПРАЖНЕНИЕ IV

Определение поляризуемости газовой смеси
и ее показателя преломления.