Методическое пособие для подготовки к лабораторным работам по темам: Волновая оптика. Квантовая оптика. Квантовая механика и ядерная физика, страница 4

2.  Вращением барабана, расположенного со стороны кюветы с водой, добиться одинаковой освещенности обеих половинок поля зрения и сделать отсчет по его красной шкале. Это измерение выполнить трижды, фиксируя значения Е₁`, Е₁`` ,Е₁```. В качестве Е₁ принять среднее арифметическое .

3.  Поменять кюветы местами и выполнить указанные в пункте 2 измерения по второму барабану. При этом правый барабан должен стоять на отметке 0 (по красной шкале). Найти , затем вычислить Е по формуле (8). Данные занести в таблицу 1.

4.  Сменить фильтр и, выполнив указанные в пунктах 2 и 3 манипуляции, определить поглощение для света с другой длиной волны. Такие измерения проделать со всеми фильтрами марки М, занося результаты в таблицу 1. По значениям, взятым из второй и последней колонки, построить график зависимости E=E(l).

Таблица 1

№ фильтра	Длина волны фильтра, нм	1-ое положение кювет				2-ое положение кювет				Е
		Е1`	Е1``	Е1```	Е1	Е2`	Е2``	Е2```	Е2
1 2 3 4 5 6 7 8

II. Определение неизвестной концентрации раствора

1.  Выбрать в качестве рабочего фильтр, соответствующий максимальному поглощению (в соответствии с таблицей I).

2.  Наполнить кювету раствором с неизвестной концентрацией C_x и определить поглощение E_x способом, описанным в I-ой части работы (пункты 2 и 3).

3.  Полученные данные занести в таблицу 2.

Таблица 2

№ фильтра	Длина волны фильтра, нм	1-ое положение кювет				2-ое положение кювет				Еx
		Е1`	Е1``	Е1```	Е1	Е2`	Е2``	Е2```	Е2

По формуле (7) вычислить концентрацию исследуемого раствора , где E_x и E – средние значения поглощений.

4.  Вычислить относительную погрешность измерений по формуле

     , приняв .

Величины  оценить по шкале прибора.

5.  Найти абсолютную погрешность

.

6.  Записать окончательный результат

, e = .

Контрольные вопросы.

1.  Что такое поглощение света? В чем заключается закон Бугера-Ламберта-Бера?

2.  Что такое поглощение (оптическая плотность) раствора? Как снимается кривая поглощения? Какой она имеет вид?

3.  Что такое монохроматический свет? Для чего нужны светофильтры? Как нужно выбрать светофильтр для измерения концентрации и проверки закона Бера?

4.  Объяснить ход лучей в фотометре Пульфриха.

5.  Концентрации каких растворов можно определять фотометром Пульфриха? Почему в данном фотометре можно использовать только видимый свет?

6.  Какими длинами волн ограничен видимый свет? Как по внешнему виду раствора узнать, поглощает он в видимой области или нет?

7.  Чем объясняются цвета различных растворов?

Литература:

1. Ландсберг Г.С. Оптика.- М: Наука, 1976.

2. Кортнев А.В., Рублев Ю.В., Куценко А.Н. Практикум по физике.- М: Высшая школа, 1965.

3. Детлаф А. А. , Яворский Б. М. Курс физики: Учебн. пособие для втузов. - М.: Высшая школа, 1989. - 607 с. - предм. указ.: с. 588-603.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ И

ДИСПЕРСИИ ЖИДКОСТИ РЕФРАКТОМЕТРОМ ИРФ-23

Цель работы : определить показатель преломления для света с различной длиной волны и дисперсию дистиллированной воды.

Приборы и принадлежности: рефрактометр ИРФ-23, ртутно-кадмиевая лампа, натриевая лампа, водородная трубка, источник питания, дистиллированная вода.

Теоретическое введение

          Оптическая схема рефрактометра дана на рис.1.

На границу раздела  «исследуемая жидкость – призма» падает сходящийся пучок световых лучей так, что один из лучей (луч S₀) скользит вдоль границы раздела. Если показатель преломления n исследуемой жидкости меньше показателя преломления вещества призмы N, то скользящий луч войдет в призму под предельным углом a₀, определяемым соотношением

,                                                               (1)

откуда          .

          Преломленный под предельным углом луч падает внутри измерительной призмы на ее вторую грань и после вторичного преломления выходит из призмы под углом j₀, который определяется из соотношения

                                                              (2)

(Показатель преломления воздуха принимается равным 1). Исключая из этих двух уравнений угол a₀, получим формулу

                                             (3).

          Таким образом, показатель преломления исследуемой жидкости может быть определен по показателю преломления призмы и углу j₀.

В случае монохроматического света в поле зрения зрительной трубы будет наблюдаться одна спектральная линия (на рис. 1 эта линия ограничена лучами S и S₀). В случае сложного света (с дискретным спектром) в поле зрения будет несколько цветных линий, образованных лучами различных длин волн.

В данной работе требуется определить показатель преломления жидкости для различных длин волн. В качестве источника света, падающего на границу раздела жидкость – призма, берется натриевая, ртутно-кадмиевая или водородная лампа (по указанию преподавателя). В таблице 1 приводятся длины волн спектральных линий ртутно-кадмиевой (Hg-Cd), натриевой (Na) и водородной (H) ламп, а также соответствующие этим длинам волн значения показателя преломления призмы.

                                                                        
Таблица 1

Длины волн излучения ртутно-кадмиевой, натриевой и водородной ламп и абсолютный показатель преломления материала призмы для этих длин волн.

Газ	l, нм	Цвет	N
Hg-Cd	435,8 546,1 643,8	Фиолетовый Зеленый Оранжевый	1,6390 1,6215 1,6129
Na	589,6 (lD)	Желтый	1,6169
H	486,1 (lF) 656,3 (lC)	Зелено-голубая красная	1,6289 1,6120