Бесплатно МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РСФСР КУЙБЫ Ш ЕВСНИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ имени анадем и ка С. П. КОРОЛЕВА ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ СВЕТА Утверждено редакционно-издательским советом института в качестве методических указаний к лабораторным работам № ;j-4, 3-S, 3-6, 3 -7 , З-.з для студентов КУЙБЫШЕВ 1985 УДК 535 (075) Лабораторная работа JA 3-4 О П Р Е Д Е Л Е Н И Е Д Л И Н Ы СВЕТОВОЙ ВОЛНЫ ПРИ ПОМОЩ И Б И П Р И З М Ы Ф Р Е Н Е Л Я Методические указания к лабораторным работам содерж ат краткое введение, знакомящее студентов с интерференционными явлениями, используемыми в работах. Приведены схемы экспери­ ментальных установок; описаны методы измерений; порядок выпол­ нения лабораторных работ и обработки полученных результатов; перечень контрольных вопросов, необходимых для самостоятельной подготовки студентов, и перечень рекомендуемой литературы. Л абораторные работы предназначены для студентов дневного и вечернего отделений всех факультетов. Приборы и принадлежности: оптическая скамья, источник света с щ елевой д и аф рагм ой , бипризма, со б и раю щ ая линза, микроскоп, р а м к а со светоф ильтрами. ОПИСАНИЕ МЕТОДА ИЗМЕРЕНИЯ Д л я измерения длины световой волны в данной работе исполь­ зуется бипризм а Ф ренеля. О н а состоит из двух одинаковы х призм с м алы м и прелом ляю щ им и углами, имеющих общее основание (рис. 1). П а р а л л е л ь н о этому основанию помещ ается у з к а я щ ель S, Составители В. IJ. Кабанова, 3. А. Куликова, А. Н. Пещенко, Д . Ф. Китаев Рецензенты: А. И. Бекренев, Э. Д . Посыпайко Рис. 1 с л у ж а щ а я источником света. П а д а ю щ и й от щели пучок света после п релом ления в бипризме делится на д в а перекры ваю щ ихся пучка, к а к бы исходящих из двух мнимых и зоб р аж ен и й щели S! и S 2. Т а к к а к источники S, и S 2 когерентны, то на эк р а н е н а б л ю ­ д ается интерф еренционная картина. Р асстояни е м еж ду соседними светлы ми или темны ми полосами этой интерференционной картины оп ред еляется по ф орм уле = где I — расстояние от источников света до э к р а н а (рис. 1), d — расстояние м еж д у мнимыми источниками S , и (и Лабораторная 6. Зам енить красный светофильтр зелен ы м и о п р е д е л и т ь длину световой волны дл я зеленых лучей. е =V № 3-5 О П Р Е Д Е Л Е Н И Е Д Л И Н Ы СВЕТОВОЙ ВОЛНЫ С ПОМОЩЬЮ КОЛЕЦ НЬЮТОНА 7. Рассчитать относительную приборную п о греш н о сть измере­ ния; Погрешности измерения величин Ь, Ьх и I м а л ы по сравнению с погрешностями величин d x и х. П оэтом у отн о си тел ьн у ю погреш­ ность измерения А можно определить по ф о р м у л е J работа ej2 + е а2 , где 8i — относительная п риборная погреш ность и з м е р е н и я d it •а'— относительная приборная погреш ность и з м е р е н и я х , _ _Д d x Д П| 1 Д х Д rt2 1 81 , 8о — - х — п2 1 п2 " й\ пх П\ КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПРИ ДОПУСКЕ К РАБОТЕ 1. Что такое, интерференция света? 2. К акие волны назы ваю тся когерентны ми? 3. Чем обусловлена некогерентность естественны х источников света? ‘ . 4. Что такое оптическая разность хода светбвы х волн? 5. Каковы условия интерференционны х м а к с и м у м о в и мини­ мумов? 6. Вывести формулу д л я ширины и й терф ерен ц ио н н ой полосы при интерференции двух когерентных световы х волн, исходящ их от параллельны х узких щелей. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ К ОТЧЕТУ ПО РАБОТЕ 1. Выведите расчетную формулу д л я А . 2. Какой вид будет иметь и нтер ф ер ен ц ио н н ая к а р т и н а , если у б р ать светофильтр? 3. К ак меняется интерференционная к а р ти н а при з а м е н е к р а с ­ ного светоф ильтра зеленым? 4. Д л я чего в данной работе используется л и н з а 3? 5. О бъясните -образован и е интерф еренционной к а р т и н ы с по­ мощью бипризмы Френеля. П р и б о р ы и п р и н а д л е ж н о с т и : микроскоп, устройство д л я н аб л ю д ен и я колец Н ью тона, осветитель. ОПИСАНИЕ МЕТОДА ИЗМЕРЕНИЯ К ольца Н ью то н а — частный случай интерф еренции в тонких пленках. О ни н аб л ю даю тся, когда в ы п у к л а я поверхность линзы с больш им радиусом кривизны с о п р и к асается с плоской п оверхн о­ стью хорош о отп олированной пластинки. Р о л ь тонкой пленки, от поверхностей которой отра­ / 2 жаю тся когерентны е волны, играет воздуш ны й з а зо р м е ж д у пластинкой и линзой. П ри н а б л ю ­ дении в о тр а ж ен н о м свете в и д ­ на систем а концентрических светлы х и темны х колец у б ы в а ю ­ щей ш ирины, в центре кото­ рой н аходи тся темное пятно. В п р оходящ ем свете н аб л ю д а е тся о б р а т н а я к а р ти н а : в центре — светлое пятно, а за тем чередую ­ Рис. I щ и еся тем ны е и светл ы е к ольц а. О п тическая р а зн ость хода лучей 1 и 2 (рис. 1). А = А С + В С + А/ 2 . П ри этом мы учли, что п о к а з а т е л ь п р ел о м л ен и я в озд ух а я » 1. С л ага е м о е А / 2 уч иты вает потерю полволны при о т р а ж е н и и Луча 2 в точке С от оптически более плотной среды. В в и д у 'т о го , что т о л ­ щ ина прослойки h м а л а , А С ^ С В ^ h и Л И Т Е Р А Т У Р А С а в е л ь е в И. В. Курс общей физики. — М.: Наука, 1978, т. 2, § 119,121. Д = 2А + А/ 2 . Из геометрических с оо б раж ен и й гт 2 = (2 R — h) h или г т2 = 2 R h — /i2 где R — р а д и у с кри ви зн ы поверхности линзы . (1) TtK как Л /?, величиной Л ^ м о ж н о п р е н е б р е ч ь , т о г д а гт2 = 2Rhотсюда h = rm2 / 2 R . П о д став и м это з н а ч е н и е h в ф ормулу (1) А = rm2 / R + Х / 2 . ^Приравняем найденное в ы р а ж е н и е д л я А и у с л о в и е интерферев Цнонного минимума: liu n ttu n m U Q U I1 U V U O ' А = ( 2 т + 1 ) Я /2 . В результате получим — -г ~ -|---- ^ л 2 (2 = (2т+1)л/2. Гт= V тRX. Отсюда 3 ( '- Формулой (3) мож но п о л ьзо в ать ся д л я о п р е д е л е н и я д л и н ы волнь в случае идеального сопри косновен ия с ф е р и ч е с к о й л и н з ы и пло ской пластинки в одной точке. О д н а к о в с л е д с т в и е упругой де ф о р м а ц и и с т е к л а и п рисутстви я пы л и н о к .в о з м о ж н о о б р а з о в а н и е допол н ител ьн о го зазора толщиной I (рис. 2 ). В эт о м с л у ч а е р а з н о с т ь ход: интерферирую щ их лучей 1 и 2 А- = • -f- 2 Ь -р Я, / 2 . (4: И з (2 ) и (4) гт2= (тХ—2 b) R . Рис. 2 (5 , Д л я кольй а с номером п = (п х — 2 b) R . В ы читая из (6 ) ф орм ул у (5 ) получи м Гп2 (6 г”2 — гп? = R X (п — т ) О ткуда X= /? (п — щ) или через д и а м е т р ы колец X = dn1 — d 4/?{n — m) • ' ^ ЛЯ Ум ен ьш ення погреш ности и з м е р е н и я д л и й ы в о л н ы X река ендуется при расчете б р а т ь к о л ь ц а , о т л и ч а ю щ и е с я п о н о м еру нI б ол ьш у ю величину. „ ОПИСАНИЕ ПРИБОРА У ст ан о в к а, п р е д л а г а е м а я в д а н н о й работе, состоит из с л е д у ю ­ щих частей: 1. У стр ой ство д л я получен ия к ол ец Н ь ю т о н а (с т е к л я н н а я плоскоп араллельн ая пластинка и длиннофокусная линза, закл ю ­ ченны е в о п р а в у ) . В ц ен тр е соп р и к о с н о в е н и я л и н з ы и стек л ян н ой п ласти н к и по­ л у ч а ю т ся к о л ь ц а Н ью то н а . Если см отр еть н ев о о р у ж е н н ы м гл азо м , то си стем а к о л е ц п р е д с т а в л я е т с я в виде н ебольш ого п я тн ы ш к а . 2 . П о д с т а в к а д л я у доб н ого р а с п о л о ж е н и я л и нзы с пласти нкой . 3. М и к р о с к о п с о к у л я р н о й ш к а л о й д л я и зм ер ен и я д и а м е т р а к о л ец Н ью то н а . Ц е н а н аи м е н ьш е го д елен и я м и кр о ск о п а и рад иу с к ри ви зн ы л и н з ы у к а з а н ы на у стан овке. В о п р а в е о к у л я р а м и к р о ­ скопа п о м ещ ен к р а сн ы й с в ето ф и л ь тр . ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ 1. П о л о ж и т е на п о д с т а в к у устрой ство д л я получен ия колеи Н ь ю то н а . З а т е м о с то р о ж н о п ер ед в и гай те его во в з а и м н о п ерп ен ­ д и к у л я р н ы х н а п р а в л е н и я х , по дво дя центр к олец в поле зрени я м и к р о ск о п а . Ц е н т р к о л ец виден н ев о о р у ж е н н ы м глазо’м при н а ­ б л ю д ен и и сбоку. \ . 2. В к лю ч и те о с в ети те л ь и п ерем ещ ен и ем тубуса м и кр о ск о п а д о б ей тесь ч етк ого и з о б р а ж е н и я к олец Н ью тон а. 3. С п о м о щ ь ю о к у л я р а получите отч етли вое и з о б р а ж е н и е ш к а ­ лы м и к р о ск о п а . Д и а м е т р к о л ец совм ести те с линией, в д о л ь ко то­ рой н ан есен ы д е л е н и я шка<ты. 4. И з м е р ь т е по порядку', н ач и н а я от ц ен тр а, д и а м е т р ы п\ всех тем н ы х к о л ец Н ь ю т о н а в д е л е н и я х ш к а л ы . 5. П о в е р н и т е о к у л я р н у ю ш к а л у на 90° и сн ова и зм ерьте диам етры — п2 . 6 . Н а й д и т е ср ед н е е а р и ф м е т и ч е с к о е полученны х д и а м е т р о в — п и р а с с ч и т а й т е д и а м е т р ы к о л ец в м и л л и м е т р а х . 7. В ы б е р и те н ес к о л ь к о п ар н ы х к о м би н ац и й к о л ец и вы числите по ф о р м у л е (7) д л и н у волны . 8 . Н о м е р а п а р колец, и сп о л ьзу е м ы х д л я р а сч е та X, и с о о тв ет­ ству ю щ и е з н а ч е н и я /. з а п и с а т ь в та б л и ц у . Номер кольца «], дел nt, дел п. дел d, мм Д’С —> \ Н 1 2 3 4 5 9 Вычислить среднюю к в ад р ати ч н у ю п о гр е ш н о ст ь результата среднего арифметического: • Лабораторная работа № 3-6 ИЗУЧЕНИЕ ЧИСТОТЫ ОБРАБАТЫВАЕМОЙ ПОВЕРХНОСТИ С ПОМОЩЬЮ МИКРОИНТЕРФЕРОМЕТРА '-f я ( л— I)- - 14). Оценить абсолютную п огреш ность р е з у л ь т а т а серии изме­ рений: , *" ■ Л. А Л = t а ,п S X , т л * т-я :— коэффициент С тью дента. Окончательный р езу л ь тат з а п и с а т ь в виде “ Пр и б о ры и п р и н а д л е ж н о с т и : М И И -4, исследуемы й образец . микроинтерферометр ОПИСАНИЕ ПРИНЦИПА ДЕЙСТВИЯ МИКРОИНТЕРФЕРОМЕТРА ’ Я =1 ± А К, е = - £ £ - 100 % . П р и вы полн ени и р а б о ты исп ользуется м и к р о и н те р ф ер о м етр М И И -4 , р а з р а б о т а н н ы й а к а д е м и к о м В. П. Л н н н и к о м . П ри нц и п д ей ств и я м и к р о и н т е р ф е р о м е т р а основан на и сп о л ь зо ­ КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ вании яв л е н и я и н терф ерен ц ии света д л я в и зу ал ьн о й о ценки и из­ I. В чем закл ю чается явление и н терф ер ен ц и и с в е т а ? м ерен и я вы соты неровностей т о н к о о б р а б а т ы в а е м ы х поверхностей. ■ 2. О бъясните возникновение и н т ерф ер ен ц и он н ы х к о л ец НьюИ н тер ф е р ен ц и е й световы х волн н а з ы в а е т с я явление, в о з н и к а ю ­ тона. щ ее при сл о ж е н и и когерентны х волн. В р е з у л ь т а т е и нтерф ерен ц ии 3, Выведите формулу д л я радиусов к ол ец Н ь ю т о н а . п роисходит о с л а б л е н и е или усиление интенсивности с в ета в з а в и ­ К акой круг будет в центре и н т ер ф ер е н ц и о н н о й картины, симости от соотн ош ени я ф а з с к л а д ы в а е м ы х световы х волн, т. е. веян наблюдение проводить в о тр а ж ен н о м свете? п роисходит п е р е р а с п р е д е л е н и е энергии волн в п р остр ан ств е 5. При наблюдении в о тр а ж ен н о м свете ц е н т р а л ь н ы й круг ока- согл асн о за к о н у со х р ан е н и я энергии. Условием н и i срф ерсннии ? етлым Почему? К а к у стран и ть ц е н т р а л ь н ы й с в етл ы й круг? волн одной и той ж е длин ы я в л я е т с я с о х р ан ен и е неизменной р а з н о ­ 6> В чем состоит условие м иним ум а и м а к с и м у м а света прг сти ф а з = c o n st на вр ем я, д остаточн ое д л я н аб л ю д е н и я. И с т о ч ­ интерференции когерентных лучей? ники, и зл у ч а ю щ и е волны о д и н а к о в о й ч астоты с п о с т о я н н о й " р а з н о ­ 7. Где плотнее р асп о л агаю тся кол ьц а — в ц ен тр е или на пери­ стью ф аз и с о в п а д а ю щ и м и п л о скостям и ко л еб а н и й вектор ов Е, ферии? Почему? н а з ы в а ю т с я к о герен тн ы м и . 8 . Что произойдет с интерф еренционной к а р ти н о й при увели чении расстояния м еж ду линзой и пласти нкой ? Н е з а в и с и м ы е к о гер ен тн ы е ис­ if 9. Почему радиус кривизны линзы д о л ж е н б ы ть в е л и к ? точники о с у щ е ств и ть н е в о з м о ж ­ 10. П очему при работе с к ол ьц ам и Н ь ю то н а л у ч ш е применить но, п оэтом у п р и б е га ю т к и с к у с с т ­ светофильтр? венном у п рием у, которы й состой i М- Радиусы каких колец нуж но б р а ть д л я р а с ч е т а дл и н ы вол­ в том , что з а с т а в л я ю т и н т е р ф е ­ ны, чтобы погрешности были м и н и м ал ьн ы м и ? р и р о в а т ь д в е части от одной и той ж е волны, т. е. волну, и д у ­ щ у ю от одного источника, р а з ­ Л И Т Е Р А Т У Р А б и в аю т на д в е части и н а п р а в ­ л я ю т в одну и ту ж е точку по С а в е л ь е в И. В. Курс общей физики. — М : Н аука, 1978, т. 2, § 122 р а з н ы м путям. Р а с с м о т р и м опти ческую с х е ­ му м и к р о и н т е р ф е р о м е т р а М И И -4 (рис. 1). П учок с в ета от источника 5 падает на п о л у п р о зр ач н у ю Р 1! 1 С. \ стеклянную пластинку Р и р а зд е л я е тс я ею на д в а п у ч к а , один из которых сразу попадает на исследуемую п о в ер х н о с ть П, а вто­ рой — на гладкое эталонное з е р к а л о 3i- П о с л е о т р а ж е н и я эти лучи вновь соединяются на пластинке Р и в ы х о д ят из интерферо­ метра вертикально вниз. Д л я удобства н а б л ю д е н и я направление интерферирующих лучей изменяется зе р к а л о м З 2. И нтерференционная картина р а с с м а т р и в а е т с я в п о л е зрения окуляра ОК. Луч / проходит пластинку Р д в а ж д ы ( в в е р х и вниз). Д л я того, чтобы устранить возникаю щ ую при этом дополнитель­ ную разность хода, на пути горизонтального л у ч а 2 устанавлива­ ется стеклянная пластинка К п ар а л л ел ь н о Р и т а к о й ж е толщины. Следует учесть, что на рис. 1 п о казан то лько ход ц ен тр а л ьн ы х лу­ чей от источника. Разность хода и нтер ф ери ру ю щ и х л у ч е й обуслов лена разностью плечей и нтерф ером етра и н ак л о н о м поверхнос­ тей П и 3[. В тех местах поля наблю дения, где оп ти ч е с ка я р а з н о с т ь хода пучков равна целому числу волн или четному числу п о л у во л н ' ~ Л = &А, получаются светлы е полосы, а в тех местах, где о п т и ч е с к а я раз^юстбг хюда ра вна ^аёзщ тяом^.дисдуД10лув.бли А = (2 к — \) А / 2 , подучаются темные полосы. И нтерф еренционная картина в белом свете и м е ет следующий вид: в центре поля — белая полоса, по обеим с то р о н а м о т нее — две черные полосы с цветными к аем к а м и и д а л ь ш е — по три или четыре цветные полосы с каж дой стороны. П е р е х о д о т одной свет­ лой (или темной) полосы к другой светлой (или т е м н о й ) полосе соответствует изменению разности хода лучей н а о д н у длину волны А . В приборе имеются два светоф ильтра, с п о м о щ ь ю к о тор ы х по­ лучается монохроматический свет. П ри р а б о те в м онохром атиче­ ском свете в поле зрения д ол ж н ы быть ч е р е д у ю щ и е с я черные н светлые полосы. П еремещ ение исследуемой поверхности П в в ерх и л и вниз на какую -либо малую величину в ы зы вает изм енение р а з н о с т и хода лучей на удвоенную величину, т а к к ак свет п р о х о д и т расстояние до П д в аж д ы . Н априм ер, при смещении поверхности П на в е л и ч и н у , равную /. / 2 , полосы в поле зрения сместятся на один и н т е р в а л между ними, что соответствует изменению разности х о д а на А. Е с л и сама поверхность П остается на месте, но на ней есть д е ф е к т ы обра­ ботки — бугры или впадины, то в тех м естах, к о т о р ы е соответ­ ствую т д е ф е к там , будет иметь место искривление интерф еренци­ онны х полос. 2 П у с т ь на п оверхности и м еется ц а р а п и н а глубиной А/2. Тогда во зн и к ает д о б а в о ч н а я р а зн о с ть хода, р а в н а я А, т а к к а к свет про­ ходит б о р о зд у д в а ж д ы . Это вы зовет искривление и н тер ф ер е н ц и о н ­ ной полосы на величину, р авную расстоянию м е ж д у и н т е р ф е р е н ­ ционными п о л о са м и а. Если ж е глубина ц ар ап и н ы не р ав н а А/2, то ее величину и зм е р яю т по ф о р м у л е Гд е а — р а сс то ян и е м е ж д у тем ны м и полосами и нтерф еренции, b —- гл у б и н а и ск р и в л ен и я п ол о­ сы (на рис. 2а=/=Ь) . В данн ой р а б о те п р е д л а г а е т с я изучить с п о м ощ ью м и к р о и н т е р ф е ­ ром етра М И И -4 п оверхность тонкоа. о б р а б о тан н о го о б р а з ц а в б елом и м о н о х р о м а ти ч е с к о м свете, о т ы с ­ к а ть д е ф е к т н ы е у частки п овер хн о­ сти и и зм е р и ть вы соту или гл у ­ Р иг 2 бину неровностей. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ Рус 3 1. В клю чить ос в ети ­ тель 1 (рис. 3) и по­ л о ж и т ь на п редм етны й столик 2 и н т ер ф ер о ­ м етр а о б р а зе ц иссле­ дуемой поверхностью вниз. 2. П о в ер н у ть р у к о ­ ятку 3 так, чтобы у к а ­ з а т е л ь (с т р е л к а ) стоял вер ти кал ьн о , и в р а щ е ­ нием м и к р о м е тр и ч е с к о ­ го винта 4 доб и ться резко го изображ ения исследуемой п овер х н о ­ сти. 3. П о в ер н у ть р у к о я т ­ ку 3 т а к , чтобы у к а з а ­ те л ь стоял го р и зо н ­ тал ьн о. В этом случае в к л ю ч а е тс я этал о н н о е 3 зеркало и при наблюдении в окуляр будут о д н о в р е м е н н о видны исследуемая поверхность и интерференционны е полосы . Враще­ нием винта 4 добиться четкой фокусировки к а р т и н ы полос и по­ верхности образца. 4. В р ащ ая столик 2, установить об разец так , чтобы следы об­ работки поверхности (царапины ) о к а за л и сь перпендикулярными интерференционным полосам. 5. И змерить расстояние а м еж д у и н т ер ф ер е н ц и о н н ы м и поло­ сами и глубину искривления полос b (рис. 4, а и б ) . П р и измере­ нии надо поступить следующим образом : а) установить о к у л яр н ы й м и к р о м е т р 5 на тубусе микроскопа до у п о ра и р а з в е р н у т ь его так, чтобы одна из линий к р е с т а нитей С в поле зрения бы ла п а р а л л е л ь н а интерференци­ онным полосам (рис. 4, а и б ) ; б) совместить нить к р е с т а С с интерфе­ ренционной полосой и з а м е р и т ь п о к азан и е JVi по ш кале и б а р аб а н у о к у л я р н о г о микрометра (рис. 4, а ); в) в р а щ а я б а р аб а н м и к р о м е т р а , перемес­ OJ тить крест нитей С до с л е д у ю щ ей интерферен­ ционной полосы и з а м ер и ть п о к а з а н и е N2 по окулярному микроскопу. Р а с с т о я н и е между полосами а = Л/)— N 2 . iS Точно та к ж е измерить гл у б и н у искривле­ ния полос Ь (рис. 4 , 6 ) : С* 7. О ц ен и ть п о гр еш н ость полученного з нач е ния г л у б ины ц а р а ­ пины d по р е з у л ь т а т а м о д н о го опы та. О ценку погреш ности п р о и з­ вести след у ю щ и м о б р а зо м : а) в ы чи слить отн о си тел ьн у ю п огреш ность и зм ерен и я глубины ц арап ин ы d по ф о р м у л е Ed где Д Х — п огреш ность, с которой в з я т о значени е X (эта п о гр е ш ­ ность с о с т а в л я е т ± 0,5 последней зн ач а щ е й ц и ф р ы ); Л Л/— а б с о л ю т н а я п огреш н ость при отсчете зн ачени й N { (д N = 0,005); б) в ы чи слить аб со л ю тн у ю погреш ность и зм ерен и я глубины царапины d по ф о р м у л е A d = zd d \ в) о к о н чатель н ы й результат записать в виде d ± A d. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. В чем з а к л ю ч а е т с я явлени е интерф еренции света? 2. К аки е источники н а з ы в а ю т с я когерентны ми? 5. С ф о р м у л и р у й те у сло ви я м иним ум а и м а к си м у м а и н т е р ф е ­ ренции. 4. Н а ч е р ти те опти ческую схему' и н тер ф ер о м етр а М И И -4 и о б ъ ­ ЛЛ Ъ = N. Рис. 4 ясните принцип его д ействи я. 5. К ак о в а р о л ь п л ас ти н к и К (см. рис. 1)? (>. П одставить в формулу ( 1) значения а и Ъ, в ы ч и с л и ть глу­ 0. Н а с к о л ь к о и зм ен и тся р а зн ость хода лучей при переходе от бину царапины d : одной светлой (или тем н о й ) полосы к другой светлой (или т е м ­ ной) полосе? А'з — До d -= 7. Н а исследуемой поверхности имеется ц ар а п и н а глубиной Х/2. Л I Лп На ск о льк о см ести тся и н тер ф ер е н ц и о н н ая полоса в этом месте? г д е /. __ ллииа 8 . П ри к аком с в е то ф и л ь тр е — красн ом или зеленом — р а с с т о я ­ волны света. Д л я белого с в ета принимают /. ^ 0,по мкм. При работе со светоф и льтрам и и с п о л ь зу й те длины ние м еж д у и н т ерф ерен ц и он н ы м и полосам и будет больш е? 9. По какой ф о р м у л е о п р ед е л яе тся глубина ц ар ап ин ы ? ноли, приведенные на установке. Все результаты измерений запи сать в таб л иц у . F1омср опыта 1 мкм 0,550 А, n 2 ЛИТЕРАТУРА Nz N< d, мкм Л а н д с б е р г Г. С. Оптика — М.: Н аука. 1976. гл. IV и V II С а в е л ь е в И В Курс обшей физики — М.: Н аука. 1982, т. 2. гл. XVIII. 2 3 4 о Составитель А льбина Н иколаевна Лещенко ИЗУ ЧЕН И Е ЧИСТОТЫ ОБРАБАТЫ ВАЕМ ОЙ ПОВЕРХНОСТИ С ПОМОЩ ЬЮ М ИКРО И Н ТЕРФ ЕРО М ЕТРА Редактор Т. К. К р е т и н и н а Техн. редактор Н. М. К а л е н ю к Корректор Н. С. К у п р и я н о в а Сдано в набор 20.08.85 г. Подписано в печать 17.10.85 i Формат 6 0 x 8 4 1/16. Бумага оберточная. Гарнитура литературная. Печать высокая. Уел. п. л. 0,5. Уч.-изд. л. 0,4. Т. 2000 экс. З ак аз 613. Бесплатно. Куйбышевский ордена Трудового Красного Знамени авиационный институт имени академика С. П. Королева, г. Куйбышев, ул. М олодогвардейская, 151. Тип. УЭЗ КуАИ, г. Куйбышев, ул. Ульяновская, 18. 1 Лабораторная работа № 3-7 И ЗУЧЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ К О Э Ф Ф И Ц И Е Н Т А П Р Е Л О М Л Е Н И Я В О З ДУ Х А ОТ Д А В Л Е Н И Я С П О М О Щ Ь Ю И Н Т Е Р Ф Е Р О М Е Т Р А РЕЛЕЯ Приборы и принадлежности: рометр И Т Р -1, н асосная система. лабо рато рн ы й и н тер ф е­ ОПИСАНИЕ ПРИБОРА И нтерф ером етр И ТР-1 яв л яе тся универсальны м л абораторн ы м прибором, п редназначенны м д л я оп ределения коэффициентов п ре­ ломления п розрачн ы х сред (ж идкостей, газов) и д л я изучения з а ­ висимости этих коэф ф ициентов от концентрации, д авл ен ия и д р у ­ гих хар ак тери сти к исследуемой среды. О птическая схем а прибора приведена на рис. 1. J---В ид с5о;<у La, В ид сверху Рис. 1 Выходящий из источника света 1 пучок лучей проходит через конденсатор 2 и освещ ает входную щ ел ь 3. П осле прохождения через колли м аторн ы й о бъектив 4 свет п р ед ставляет собой п а р а л " лельный пучок, который д и аф р агм ой с двум я щ ел ям и 5 р азде1 ляется на два когерентных пучка. Н а пути этих пучков стоят д| кюветы 6 одинаковой длины. Сечение кю вет по А А и вид на двси* совпадают полосы нулевого, п оряд ка, окаймленны е узкими черны ­ ную диафрагму с указанием световых пучков прибора показан! ми полосами. ОПИСАНИЕ МЕТОДА ИЗМЕРЕНИЯ Верхние половины 1 и 2 световых пучков п роход ят через соот ветствующие отделения двойной кюветы и о б р а зу ю т видимую В данной р аб о те п р е д л а г а е т с я изучить зависим ость к о эф ф и ц и ­ окуляр верхнюю систему интерф еренционны х полос (рис 3 ai ента п релом лен и я во зд у х а от д авл ен и я . Нижние половины 3 и 4 световых пучков, п ро хо д ящ и е через прс Е с ли п о к а за т е л и п р ел о м л ен и я сред, н ах о д ящ и х ся в обеих о тд е­ странство под кюветой, об разую т видим ую в о к у л яр нижнюю ci л е н и ях кю веты , р азл и ч н ы , то будут разли чн ы и скорости р а с п р о ­ По/}/Г с т р а н е н и я с в е т о в ы х пщ1Ков, п р о х о д я щ и х ч е р е з э т и с р е д ы , в с о о т ­ ветстви и с ф о р м у л о й V = с / п . Здесь с = скорость света в вакуум е, V — скорость света в данной среде. Пусть П ! > л 2 (рис. 4, б, в ), тогда У2*> У i- Следовательно, /7,=Пг / \---------- --------ч *1 1---------- --------г\ i- а > о г о,< ог Р не, 2 . Р и с. 3 стему интерференционных полос (рис. 3, б ) . О б е системы пола разделены тонкой горизонтальной линией и имею т одинаковы* внешний вид: в центре интерференционной к а р ти н ы набдюдаюти две черные узкие полосы, м еж д у кото ры м и н ахо ди тся светлая по лоса нулевого порядка. Влево и вп раво от ц ен тр а размещают^ полосы высших порядков. Д л я создан и я интерференционной кап тины в приборе используется белый свет, п оэтом у полосы вьгспш порядков будут иметь радуж ную бкраску. Если бы для освещения щ елей п р и м ен ял с я монохроматически* свет, то все интерференционные полосы имели одинаковый вид i было бы невозможно выделить центр интерф еренционной картины На пути лучей 1 и 2 установлены д в е п р о зр ач н ы е пластинки 1 (рис. 1), одна из которых неподвиж на, а д р у г а я м ож ет повоиачиваться с помощью б а р а б а н а 8 (рис. 1) микрометрического винта. При таком повороте одной из п л ас ти н о к м е ж д у лучами i и 2 появляется дополнительная оп ти ческая р а зн о с ть хода которая вызывает смещение верхней системы полос. Н и ж н я я система по­ лос всегда остается неподвижной и п р е д с т а в л я е т собой как бы опорный индекс, относительно которого м о ж н о устан авли вать верх­ нюю систему полос. О бе системы счи таю тся совпадаю щ им и, есда Р ис второму световом у пучку тр еб у ется пройти б ольш ий оптический путь д л я п о л у ч е н и я г л а в н о г о м а к с и м у м а н у л е в о г о п о р я д к а . П о я в ­ ление д о п олн и тельн ой оптической разности хода м еж ду лучам и / и 2 приводит к см ещ ению наблю даем ой в окуляре верхней си ­ сте м ы и н т е р ф е р е н ц и о н н ы х п о л о с или к п о л н о м у и с ч е з н о в е н и ю их из п о л я з р е н и я . В р а щ а я и з м е р и т е л ь н ы й б а р а б а н (р и с . 1) м и к р о м е т р и ч е с к о г о винта, с в я за н н о го с к о м п ен сац и он н ой пластинкой 7, м о ж н о ввести верхню ю систем у полос в поле зрения о к у л яр а и установить ее в и с х о д н о е п о л о ж е н и е о т н о с и т е л ь н о н и ж н е й с и с т е м ы п о л о с ( р и с . 4 ,г ) . случае оптическая разность хода, образованная за сче 2. С помощ ью н акатанн о го к о л ьц а 10 (рис. 1) получить ч е т к о е разности показателей преломления газа в двух соседних отсека,, изображ ение системы интерф еренционны х полос. кюветы, оказалась скомпенсированной оптической разностью ходг 3. В ращ ен и ем б а р а б а н а И (рис. 1) добиться совмещ ения обеих полученной в результате введения на пути одного из лучей компеп сационной пластинки. Таким образом , в и н терф еро м етре ИТРприменен компенсационный метод изм ерен и я. П р и б о р устроен таким образом, что отсчет N по измерительном барабану пропорционален вносимой ко м п ен саци он ной пластинка разности хода лучей 1 и 2: 6 = N — N0 30 я , ( 1)! где**— средняя длина волны видимого с п е к т р а (Я = 550 мкм) N0— начальный отсчет по б а р аб а н у , т. е. отсчет при n t = лг Знаменатель 30 в формуле ( 1) о п р ед е л я е тся конструкц и ей прибо! ра. Из этой формулы, в частности, следует, что при повороте бара-' бана на 30 делений^оптическая разность х о д а лучей 1 и 2 меняется на 6 = Я. Т ак ая разность хода при в и зу а л ь н о м н аб л ю д ен и и через окуляр проявляется как смещение и н тер ф ер ен ц ион н о й картинь на одну полосу. ,.С дф утй._стороны ^-хш тйческая р а з н о с т ь х о д а б лучей 1 и i определяется формулой 6 = т I — Па I = / f«i — п 2) = I А п . интерференционных картин по двум ц ентральны м темным полосам. С овмещ ение произвести три раза и вычислить среднее значени е нулевого п ол ож ен и я ш кал ы N 0. П ри этом все краны насосной си ­ стемы д о л ж н ы бы ть откры ты , а резиновый ш ланг от насоса о тк л ю ­ чен, т. е. д а в л е н и я в обеих отсеках кюветы равны атмосферному. 2) Если эта рйзность хода ском пенсирована, т. е. путем вращения измерительного барабан а верхняя и н т ер ф ер е н ц и о н н ая картина воз вращеЯа в исходное положение, то о к а з ы в а е т с я справедливым равенство N — Nо Я = / Ал. ( 3) 30 Здесь N — N0 Дп Я. 44) 30/ ( ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ Установка состоит из и н терф ером етра И Т Р -1 , в котором уста новлена двойная кювета длиной / = 1 м . В н у т р ен н и е объемы кю­ веты соединены с насосной системой, с остоя щ ей из трубопроводов, двух кранов, насоса и манометра. П о р я д о к р а б о т ы с насосной си­ стемой приведен на лаб ораторном столе. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ 1. Подключить интерферометр к вн еш ней сети, убедиться, в поле зрения окуляра 9 (рис. 1) п о яв и л и с ь в е р х н я я и нижняя системы интерференционных полос. 1268 S Tiftj' жцитутп^ а Рис. 5 П р и м е ч а н и е : микрометрический винт (рис. 5) интерферометра имеет две шкалы, из которых одна неподвижная имеет 30 делений, а вторая — вра­ щающаяся —- 100 делений. Пример правильного отсчета по микрометру (рис 5, а, б) . 4. Определить начальный отсчет по манометру р 0. Установить избыточное давление А р (р > ро) в кювете 1 до значения пример­ но 104 Па (см. рис. 1). Привести верхнюю систему полос в поле зрения и установить ее в исходное положение по нижней системе полос. Записать в таблицу отсчет по измерительному барабану и от­ счет по манометру: р и р 0 . 5. Провести измерения N и р при 6 —8 значениях избыточного давления. Установку этих значений производить путем кратко­ временного выпуска воздуха из накачанной кюветы 1 через соот­ ветствующий кран (рис. на столе). Н еобходим о иметь в виду, что в момент измерения этот кран дол ж ен быть закрыт, и давление в кювете / не долж но меняться. Записать результаты в таблицу. 6. Определить значения величин, необходимых для расчета Л я при понижении (р < Ро) давления воздуха в кювете 2. Компенса­ что ционный механизм в интерферометре устроен так, что позволяет компенсировать разность хода лучей, когда в одной из кювет бу­ дет постоянно повышенное давление относительно другой кюветы. Поэтому теперь в Кювете / нужно п одд ерж и вать атм осф ерн ое д а в ­ ление, а откачку воздуха (понижение д а вл е н и я ) производи ть из | кюветы 2. Измерения д л я пониженного д а в л е н и я п роизводятся I таким же образом, как и для повышенного д авл ен и я, т. е согласно » пп. 4 и 5. Результаты занести в таблицу. Ар > о "л п /а ь 1?а Ар < О Ар, Па Ni Ап Ро, Па Ар, Па Р, Па N0 Nt An 1 I терференционная к артин а см ести лась на 131 полосу. Д л и н а волны монохроматического света в этом опы те бы ла р а в н а 5,9Х Ю—5 см. Найти п о казатель прелом лен ия хл о ра. 7. В опыте Ю н га стек л ян н ая п ласти нка толщиной 2 см поме­ щается на пути одного из интерф ерирую щ их лучей перпендику­ лярно лучу. Н а сколько могут отли чаться друг -от друга значения показателя преломления в различны х местах пластинки, чтобы изменение разности хода от этой неоднородности не п ревы ш ал о 1 мкм? 8. Точность совмещ ения полос в данном приборе р ав н а около 1/30 ширины полосы. К ак о в а при этом погрешность в определении разности п оказателей п релом ления г а з а в кюветах? 2 ЛИТЕРАТУРА 3 • в •I. С а в е л ь е в И. В. Курс общей физикя. — М.: Н аука, 1982, т. 2, § 119. 2. Я в о р с к и й Б. М., Д е т л а ф А. А. Курс физики. — М.: Высшая школа, 1971, т. 3, § 5— 1, 5—4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ 1. Определить А р по формуле А р = Р — Ро- 2. муле Др < 3. Рассчитать изменение показателей п рел ом л ен и я А п по d)OD(4), где Я, = 0,55 мкм, I — 1000 мм. С ледует учесть, что пои 0 величина Д п < 0. р Вычислить приборную погрешность по ф ормуле А (Ад) Ал Ак A ( AN) AN , М I АЯ + 2 AN N: ~ N 0 AI где Д к = 0,005 мкм; ДМ = 2 дел; Д I = 0,5 мм. 4. Построить график зависимости А п от Д р . П р и м е ч а н и е . При построении графика надо учитывать то. что пи» понижении давления в формуле (2) теперь п2 > л, и, следовательно, А л < ^ ) КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. Начертить оптическую схему и нтерф ером етра Р е л е я и об-к яснить принцип его действия. 2. Д л я каких измерений предназначен и нтерф ером етр ИТР-Гэ 3. Описать метод измерения, используемый в данн ой работе 4. Почему темные полосы, наблю даемы е в и нтер ф еро м етре имо ют цветные каемки? к у ’ е' 5. При наложении каких лучей получается п о д в и ж н а я система интерференционных полос в интерферометре? 6. Н а пути одного из лучей и нтерф ером етра п ом естили о тк а­ чанную трубку длиной 10 см. При заполнении трубки хлор ом ин­ Лабораторная работа Д 3-8 О П Р Е Д Е Л Е Н И Е К О Н Ц Е Н ТРА Ц И И РАСТВОРА ПРИ ПОМОЩ И ИНТЕРФЕРОМЕТРА РЕЛЕЯ П р и б о р ы и п р и н а д л е ж н о с т и : лабораторны й и н тер ­ ферометр И Т Р - 2 , к ю в е ты с и ссл ед у ем ы м и р а с т в о р а м и сп и р та в в о ­ де р а з л и ч н о й к о н ц е н т р а ц и и . ОП ИСАН ИЕ ПРИБОРА И МЕТОДА ИЗМЕРЕНИЯ И н т е р ф е р о м е т р И Т Р - 2 я в л я е т с я у н и в е р с ал ьн ы м л а б о р а т о р н ы м прибором, п р е д н а з н а ч е н н ы м д л я точного о п р ед ел ен и я к о э ф ф и ц и е н ­ тов п р е л о м л е н и я п р о з р а ч н ы х ср ед (ж и д ко стей и та зо в ) и изучения зависимости этих к о э ф ф и ц и е н т о в от кон цен траци и , д а в л е н и я и других х а р а к т е р и с т и к и ссл ед уем ой среды . О п т и ч е с к а я с х е м а п р и б о р а п р и в е д е н а на рис. 1 (вид св ер х у ) и на рис. 2 (в и д с б о к у ) . М Составитель З и н а и д а А хат овна К у л и к о в а ИЗУЧЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ КОЭФ Ф И ЦИ ЕН ТА П Р Е Л О М Л Е Н И Я ВОЗДУХ, ОТ ДАВЛЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ И Н Т Е Р Ф Е РО М Е Т РА РЕЛЕЯ < Редактсф Т. К. К р е т и в и н а Техн. редактор Н. М. К а л е н ю к Корректор Н. С. К у п р и я н о в а Сдано в набор 20.08.85 г. П одписано в печать 18.10.85 г. Формат 6 0 x 8 4 1/16, Бумага оберточная. Гарнитура литературная. П ечать высокая. Уел. п. л. 0,5. Уч.-изд. л. 0,4. Т. 2000 экз. Заказ 614. Бесплатно. Р и с. I Куйбышевский ордена Трудового К расного Знамени авиационный институт им. академика С. П. К оролева, г. Куйбышев, ул. М олодогвардейская, 151. Тип. УЭЗ КуАИ, г. Куйбышев, ул. Ульяновская, 18. Свет от и ст о ч н и к а 5 проходит ч ер ез конденсор К и с пом ощ ью двух з е р к а л R x и R 2 н а п р а в л я е т с я на у зк у ю входную щ е л ь п р и б о р а ,S>. расп ол ож ен н у ю в ф о к у с е о б ъ е к т и в а Г. И з о б ъ ек ти в а свет вы ходи г в виде ш и р о к о го п а р а л л е л ь н о г о пучка. В верхней части п р и бо ра лучи с в ета п р о х о д я т ч ерез п л о с к о п а р а л л е л ь н ы е с т е к л я н н ы е плас1 I L --------- О дн а из к а м е р кю веты за п о л н я е тся эталонной ж и д ко стью с к о ­ эф фициентом п р ел о м л е н и я п х, а д р у га я — исследуемым раствор ом с коэф ф ициентом п 2. В следствие р а зли ч и я коэффициентов п х и п 2 по­ является д о п о л н и т е л ь н а я разно сть хода меж ду лучами б = 2 L ( п2 — «]) , где L — д л и н а кю веты , а м н о ж и тел ь 2 учитывает прохож ден и е света через ж и д к о с т ь д в а ж д ы . Д о б а в о ч н а я р а зн о с ть хода приводит к смещ ению верхней с и ­ стемы и нтерф ер ен ц и о н н ы х полос относительно нижней, н е п о д в и ж ­ ной, на о п р ед е л ен н у ю величину, зави сящ у ю от разности к о э ф ф и ­ циентов п р ел о м л е н и я ж и дкостей и длины кюветы (рис. 3 , 6 ) . Н и ж - Рис. 2 тннкп A'i и K2 (компенсаторы), обе к а м е р ы д в у х к а м е р н о й кюветы с исследуемыми растворами и попадаю т на плоский э к р а н Э с дву­ мя параллельными щелями В х и В 2. З а щ е л я м и расположено плоское зеркало Rz, отраж аю щ ее лучи под очень м а л ы м углом if В обратном направлении лучи вновь п р о х о д ят ч ерез щ е л и в экра не Э, кювету, компенсаторы и собираю тся в ф о к а л ь н о й плоскости объектива в точке О. П л о ск о п ар ал л ел ь н ы е щ е л и В х и В 2 выде­ ляют два когерентных пучка, которые з а т е м с о в м е щ а ю т с я в точ ке О, образуя верхнюю систему и н тер ф ер ен ц и о н н ы х полос. По­ скольку интерференционные полосы р а с п о л а г а ю т с я оч ен ь близко друг от друга, для их различения н еобходим о с и л ьн о е увеличение в направлении, перпендикулярном щ е л я м . Это осуществляется короткофокусной цилиндрической линзой, н а х о д я щ е й с я в точке О В ннжнен части прибора лучи п роходят н и ж е ком пенсаторов и кюветы, попадают на экран Э со щ ел ям и , к о то р ы е в ы д е л я ю т два когерентных пучка, и после о тр а ж ен и я от з е р к а л а совмещаются в тон же точке О, образуя нижнюю, опорную с и стем у интерферен­ ционных полос. Таким образом, в окуляре О будут н а б л ю д а т ь с я д в е системы интерференционных полос, разделенн ы е тонкой горизонтальной линией. В центре той и другой системы б удет н а х о д и т ь с я яркая белая полоса, соответствующая ц ен тр а л ьн о м у м а к с и м у м у нулевого поря.о-,а. Положение максимумов и н терф ерен ц ион н ой к артин ы за­ ж н и г от длины полны /I/, следовательно, при о с в е щ е н и и белым снегом гее остальные максимумы высш их п о р я д к о в б уд ут имег рпдежиые каемки. Это обстоятельство и п о з в о л я е т в ы д е л и т ь ценгр интерференционной картины, что было бы н е в о з м о ж н о , если бы в интерферометре использовался м о н о х р о м а ти ч е с к и й источник света п О Р II с. 3 няя систем а полос при этом яв л яе тся бн ;исом. OIпоен Iельно которою о тсчи ты в ается см еш ение верхней. И зм ерен и е см еш ения полос производится с по­ мощью компенсаторов К х и Д' 2 следую щ им образом . d 2 Одна из пластин A'j с в о ­ Ч бодно в р а щ а етс я вокруг своей оси, п ер п е н д и к у ­ лярной н ап р а в л е н и ю с в е ­ тового пучка. При этом 1 изменяется д л и н а пути света в стекле-, т. е. вносится д оп о лн и тельн ая разность хода (рис. 4): 2 /Д, ( v е - Рис. 4 где а — то л щ и н а пласти нки , /7Л, I = 2 rv.nl ( ее коэффициент прелом ления. 2) Меняя угол а ь можно в широких пределах и зм ен ять величи ну 6| и таким образом компенсировать разность хода б. Наклон пластины осуществляется микрометрическим винтом М (см. рис. 1) Каждому показанию микрометра соответствует оп ред елен н ое зна чение угла поворота otj, а, следовательно, и о п р ед е л ен н а я вели­ чина разности хода б|. В случае компенсации, т. е. при 61 = б, по­ казания микрометра будут определяться только зн ач е н и я м и коэф фициентов преломления п2 при постоянном п.\ . Микрометрический винт М имеет две ш калы , из ко то ры х однг неподвижная, имеет 30 делений, а вторая — в р а щ а ю щ а я с я — 10} делений. Поскольку коэффициенты преломлений спирта и воды различ ны, то коэффициент преломления раствора будет з а в и с и ть от кон центрации спирта в воде. При небольших к он цен траци ях (д л я не насыщенных растворов) эта зависимость с хорошей точностью: является линейной. Следовательно, концентрацию р а с т в о р а можш определить отсчетом по микрометру М . ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ 1. Включить интерферометр в сеть и убедиться, что в поле зре ния окуляра О (рис. 1) появились верхняя и н и ж н яя системы по лос. Если полосы в нижней части плохо видны, то, в р а щ а я окуляр добиться хорошей видимости. Если в верхней части п о л я зрение полосы отсутствуют или сдвинуты относительно ниж ней картины, то вращением микрометрического винта М совместить нулевые полосы, которые отличаются тем, что не имеют р а д у ж н ы х каемок! Все остальные полосы имеют такие каемки, которые усиливаютсяпо мере увеличения номера полосы, отсчитываемого от нулевой Совмещение произвести три раза и по среднему значени ю отсчетг по микрометру iV0 определить та к назы ваемы й «нуль кюветы». 2. Вставить кювету с раствором известной кон центрации, со блюдая ориентацию камер. К ам ера с ди сти л л иро ван ной водой помечена буквой П и должна всегда находиться сп р а в а . Камера с раствором, помеченная Л, находится слева. Кюветы не перевей рачивать! 3. Н аблю дая интерференционную картину в о к у л яр е , добиться! совмещения полос (рис. 3, а) по нулевой полосе и с д е л а т ь отсчет по микрометру N. Измерения повторить три р а з а и за н е с ти резуль таты в таблицу. 4. Повторить операции (пп. 2 и 3) для всех кювет с известны ми растворами, а так ж е для кюветы с неизвестным раствором, помеченной С*. 4 С, % с, = L, см N Я — Л'о ( Я—Я0)/L 1 2 3 \ 2 3 сх = 1 2 3 ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ 1. П о серии из трех опытов вычислить среднее значение отсче­ та для к а ж д о г о раствор а. 2. В ы ч и с л и т ь р а з н о с т ь Я — N 0, г д е N 0 — с р е д н е е з н а ч е н и е « н у ­ ля к ю в е т ы » . 3. Р а с тв о р ы р азно й концентрации залиты в кюветы различной длины, поэтому необходимо привести результаты к единице длины, т. е. вы числить величину ( N — Лг0) / L. где L — длина кюветы с данным раствором . 4. П остроить градуировочный график, отк л ад ы вая по оси аб с­ цисс кон цен траци ю известных растворов, а по оси ординат — ве­ личину N — N 0 I L . 5. И сп о л ьзуя градуировочный график, определить неизвестную концентрацию спирта в воде Сх ■ КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. В чем за к л ю ч а е тся явление интерференции света? 2. К аки е волны н азы ваю тся когерентными? 3. К аково условие максимум а и минимума при интерференции? 4. О б ъ ясн и те принцип действия интерферометра ИТР-2. 5. О б ъ ясн и те возникновение интерференционной картины от двух щелей. 6. К ак о б р азу ю тся верхняя и н иж н яя системы полос в интер­ ферометре? 7. С какой целью используются в интерферометре компенса­ торы? б 8. К а к по см ещ ению интерференционны х полос м ож но измерить кон цен траци ю р аство р а? : 9. П о ч е м у н у л е в а я п о л о с а н е и м е е т о к р а с к и ? ЛИТЕРАТУРА 1. С а в е л ь е в И. В. Курс общей физики.—М.: Наука, 1978, т. 2, § 1 1 9 — 121. Составители: Зинаида Ахатовна Куликова, Дмитрий Ф едорович Китаев О П Р Е Д Е Л Е Н И Е К О Н Ц ЕН ТРА Ц И И РАСТВОРА П Р И ПОМ ОЩ И И Н ТЕРФ ЕРО М ЕТРА Р Е Л Е Я Редактор Т, К. К р е т и н и н а Техн. редактор Н. М. К а л е н ю к Корректор Н. С. К у п р и я н о в а Сдано в набор 20.08.85 г. Подписано в печать 18.10.85 г. Ф ормат 60 x 84 1/16. Б ум ага оберточная. Гарнитура литературная. Печать высокая. Уел. п. л, 0,5. Уч.-нзд. л. 0,4. Т. 2000 экз. Заказ 615. Бесплатно. Куйбышевский ордена Трудового Красного Знамени авиационный институт нм. академика С. П. Королева, г. Куйбышев, ул. М олодогвардейская, 151. Тип. УЭЗ КуАИ, г. Куйбышев, ул. Ульяновская, 18*