Изучение преломления света призмой. Изучение дисперсии света

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 № 8

 

 

По дисциплине:                        Физика

                                  

 

Тема: «ИЗУЧЕНИЕ ПРЕЛОМЛЕНИЯ СВЕТА

ПРИЗМОЙ, Изучение  дисперсии  света»

 

 

 

 

Выполнил: студент   гр. БТС-12                                            /Гарипов Р.Н. /

                                                                                                      (подпись)

 

Проверил: профессор                                                                /Мустафаев А.С./

                                                                                                        (подпись)

 

 

 

 

Санкт-Петербург

2014

 

Цель работы:

Измерение показателя преломления стекла для лучей нескольких длин волн и построение графика зависимости показателя преломления от длины волны (кривую дисперсии).

Схема установки:

Преломляющий угол призмы                       Угол наименьшего отклонения призмы             

 

 

 

 

 

 

 

Краткое теоретическое содержание:

 

Явление, лежащее в основе работы –преломление света призмой, дисперсия света.

 

Основные расчетные формулы.

Преломляющий угол призмы:

,

- преломляющий угол призмы, град;

- угол между лучами, град;

Показатель преломления среды:

n = (sin (γ + δ)/ 2)/(sin (γ/2))

  - преломляющий угол призмы, град;

- угол наименьшего отклонения, град;

n – показатель преломления;

 

Исходные данные.

 

F - фокусное расстояние объектива коллиматора, F=1,60 м.

 

 

 

 

 

 

Ход работы:

Таблица №1: Определение преломляющего угла призмы

Номер измерения	Отсчёт слева φ1, град.	Отсчёт справа φ2, град.			Δγ
1	182º36’57”	75º15’53”	107º21’4”	53º40’7”
2	183º10’57”	75º24’35”	107º46’22”	53º53’11”
3	182º52’39”	75º12’47”	107º39’52”	53º49’41”

 

 

    Таблица №2: Определение угла наименьшего отклонения d

Спектральная линия  λо, нм	Отсчёт  положения  зрительной  трубы,  град.		Удвоенный  угол наименьшего отклонения 2δ,  град.	δ, град.	Δδ, град.
	грань АВ	грань ВС
579	78º21’36”	177º7’24”	98º45’48”	49º22’54”
	78º21’37”	177º0’32”	98º38’55”	49º19’28”
	78º21’15”	177º4’34”	98º43’19”	49º21’35”
546,1	78º23’16”	176º34’46”	98º11’30”	49º5’45”
	78º43’10”	176º34’43”	97º51’33”	48º40’32”
	78º43’8”	176º22’20”	97º39’12”	48º34’36”
435,8	80º16’36”	173º8’22”	92º52’46”	46º26’23”
	80º16’28”	173º6’11”	92º50’43”	46º25’22”
	80º36’1”	173º6’51”	92º30’50”	46º15’25”

 

 

 

 

 

 

    Таблица №3: Построение кривой дисперсии

λ0, нм	γ, град.	δ, град.	γ/2, град.	sin γ / 2	(γ + δ)/2	sin (γ + δ)/2	n	Δn
579	53º40’7”	49º22’54”	26º35’4”	0,4475	51º31’31”	0,783	1,750
546,1	53º53’11”	49º19’28”	26º41’21”	0,4491	51º36’20”	0,784	1,745
435,8	53º49’41”	49º21’35”	26º39’36”	0,4486	51º35’38”	0,784	1,748

 

 

 

 

 

Пример расчета:

Таблица 1:

Разность полученных отсчётов и :

=182º36’57”- 75º15’53”= 107º21’4” (град)

Преломляющий угол призмы:

; =107º21’4” /2=53º40’7” (град)

Таблица 2:

Угол наименьшего отклонения:

(177º7’24””- 78º21’36”)/2= 49º22’54” (град)

Удвоенный угол наименьшего отклонения:

98º45’48” (град);

Таблица 3:

=26º35’4”град;

=sin26º35’4”=0,447;

=(53º40’7”+ 49º22’54”)/2=51º31’31”град;

=sin51º31’31” =0,783;

= (sin (γ + δ)/ 2)/(sin (γ/2));

=0,78349º22’54”/ 0,447=1,75;

График зависимости показателя преломления от длины волны:

 

Вывод:

 

В итоге данной лабораторной работы были получены три значения показателя преломления для различных длин волн, соответствующих фиолетовому, зелёному и жёлтому свету. Судя по результату сопоставления полученных значений относительного показателя преломления со справочным, при выполнении работы на установке использовалось оптическое стекло. А зависимость показателя преломления стекла от длины световой волны выражена на диаграмме.