Изучение преломления света призмой. Изучение дисперсии света

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»

Кафедра общей и технической физики

Отчёт по лабораторной работе № 6.

Изучение преломления света призмой.

Изучение дисперсии света

Выполнил:

студент гр ТПР. -14

Легенький И.В.

Проверил:

доцент

Прошкин С.С.

Санкт-Петербург

2016

Цель работы - определить преломляющий угол призмы и угол наименьшего отклонения . Построить кривую дисперсии.

Краткое теоретическое содержание

Абсолютным показателем преломления некоторого вещества в электромагнитной теории называется число, показывающее, во сколько раз скорость волны в вакууме больше скорости волны в веществе: n = c/v.

Абсолютный показатель преломления связан с диэлектрической и магнитной проницаемостями среды следующим образом: n =.

Дисперсией электромагнитного излучения называют явление, обусловленное зависимостью показателя преломления вещества от длины волны (частоты) n = f(л₀), где л₀ - длина волны излучения в вакууме.

Дисперсией вещества называют производную показателя преломления по длине волны dn/dл₀.

Зависимость показателя преломления n от длины волны ₀ представлена на рис. 1. Здесь же приведена зависимость коэффициента поглощения k от длины волны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Прозрачные бесцветные вещества имеют в видимой части спектра функцию n (л₀) как на участке АВ. Здесь дисперсия вещества dn/dл₀ отрицательна и возрастает по модулю с уменьшением л₀. В этом случае дисперсию называют нормальной.

В области сильного поглощения (в полосе поглощения) дисперсия dn/dл₀ наоборот положительна. Возрастание показателя преломления с ростом л₀ называют аномальной дисперсией (закрашенный участок на рис.1).

Рассмотрим преломление света призмой. Пусть на грань АВ трёхгранной призмы АВС (рис. 2, а) падает луч света. После двукратного преломления на гранях луч выходит из призмы отклонённым от первоначального направления на угол д, называемый углом отклонения. Угол при вершине призмы - г называют преломляющим углом призмы. Угол отклонения зависит от угла падения б₁, преломляющего угла призмы г и показателя преломления материала призмы n.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рассмотрим случай симметричного хода луча через призму (рис. 2, б). При этом б_{1 =}

б₂ = б, и в₁ = в₂ = в, а угол отклонения д принимает наименьшее значение и называется углом наименьшего отклонения.

Свяжем угол наименьшего отклонения д с преломляющим углом призмы и показателем преломления. По закону преломления,

sin б/ sin в = n

Рабочая формула для расчета показателя преломления:

n = (sin (г + д)/ 2)/(sin (г/2)).(4)

Таким образом измерив преломляющий угол призмы г и угол наименьшего отклонения д, можно определить показатель преломления стекла, из которого изготовлена призма.

Поскольку показатель преломления зависит от длины волны, лучи, соответствующие волнам разной длины, будут преломляться в призме под разными углами (рис. 3). Поэтому наблюдаемое изображение входной щели прибора в разных длинах волн видно под разными углами как набор вертикальных отрезков разного цвета. Это т.н. дисперсионный спектр.

Размещено на http://www.allbest.ru/

В работе требуется измерить показатель преломления стекла для нескольких длин волн и построить график зависимости показателя преломления от длины волны (кривую дисперсии).

Схема установки

Размещено на http://www.allbest.ru/

1 -ртутная лампа; 2 - шель; 3 - винт; 4 - коллиматор; 5 - призма; 6 - зрительная тркба; 7 - окуляр; 8 - винт; 9 - маховичок; 10 - отсчетный микроскоп; 11 - маховик; 12 - ручка

Размещено на http://www.allbest.ru/

Расчетные формулы угол преломление призма дисперсия

1. Преломляющий угол призмы:

г = б + в = Дц/2.

2. Показателя преломления стекла:

n = (sin (г + д)/ 2)/(sin (г/2))

Таблицы с результатами измерений и вычислений

Таблица 1. Определение преломляющего угла призмы.

Таблица 2. Определение угла наименьшего отклонения .

Таблица 3. Вычисление показателя преломления света.

Пример вычисления

Погрешности:

Приборная погрешность=0000'01''

Погрешность косвенного измерения :

=0000'01''=0000'41''

Погрешность косвенного измерения:

=0000'01''=0000'54''

Погрешность косвенного измерения n:

Графический материал

1. График зависимости показателя преломления n от длины волны

Вывод

В ходе лабораторной работы был определен преломляющий угол призмы и показатели преломления для некоторых длин волн. Также построен график зависимости показателя преломления от длины волны.

Размещено на Allbest.ru