Лабораторные работы по физике Примеры выполнения задания

Лабораторные работы физика
  • Измерение показателя преломления жидкости рефрактометром
  • Дисперсия света
  • Определение процентного содержания белка в молоке
  • Интерференция света
  • Интерференция света в тонких пленках
  • Определение радиуса кривизны линзы с помощью кроец Ньютона
  • Определение малых разностей показателей преломления интерферометром
  • Естественный и поляризованный свет
  • Поляризация при отражении и преломлении
  • Вращение плоскости поляризации
  • Эксперементальная проверка закона Малюса
  • Определение показателя преломления вещества
  • Изучение эффекта Фарадея
  • Изучение внутренних напряжений в твердых телах оптическим методом
  • Дифракция света
  • Метод зон Френелях
  • Дифракция от прямоугольной щели .
  • Дифракционная решетка
  • Определение длины световой волны
  • Законы поглащения света
  •  Квантовая природа света Тепловое излучение тел
  • Оптическая пирометрия
  • Определение постоянной Стефана-Больцмана
  • Определение температуры нити кинолампы
  • Изучение внешнего фотоэффекта
  • Определить красную границу фотоэффекта
  • Применение универсального фотометра ФМ-56
  • Волновая и квантовая оптика
  • Явление полного внутреннего отражения.
  • Принцип Гюйгенса.
  • Метод Юнга. Получение интерференционной картины
  • Интерференция света в тонких пленках
  • Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля.
  • Дифракция Френеля на круглом отверстии и диске.
  • Дифракция Фраунгофера на дифракционной решетке
  • Естественный и поляризованный свет
  • Поляризация света при двойном лучепреломлении
  • Анализ плоскополяризованного света. Закон Малюса
  • Искусственная оптическая анизотропия
  • Взаимодействие элетромагнитных волн с веществом
  • Тепловое излучение тел
  • Квантовый характер излучения
  • Фотоэлектрический эффект
  • Принцип действия универсального фотометра ФМ-56

    Универсальный фотометр предназначается для измерения пропускания (или оптической плотности) твердых и жидких прозрачных тел, измерения коэффициентов яркости светорассеивающих образцов и их блеска, а также коэффициентов отражения. Данный прибор может быть использован и в качестве сравнительного микроскопа. Фотометр ФМ-56 находит широкое применение в различных отраслях промышленности, научно-исследовательских институтах и клинических лабораториях. Действие фотометра основано на визуальном уравнивании световых потоков путем изменения одного из них с помощью диафрагмы с переменным отверстием. На рис.4 представлена оптическая схема фотометра, где 1,2 – диафрагмы, 3,4 – измерительные барабаны, 5 – ромбические призмы, 6 – объективы, 7 – окуляр, 8 – бипризма (сводит два пучка к оси окуляра).

    Принцип действия универсального фотометра ФМ-56Два световых пучка (I и II) попадают в прибор через две диафрагмы, площади которых изменяются вращением измерительных барабанов. Оптическая система прибора сводит эти пучки вместе и направляет их в глаз наблюдателя, который в своем поле зрения видит круг, разделенный линией на две половины, имеющие различную (в общем случае) яркость. Яркость левой части поля определяется световым потоком, проходящим через правую диафрагму, а яркость правой части зависит от светового потока, проходящего через левую диафрагму. Если диафрагмы 1 и 2 одинаково освещены и в одинаковой мере раскрыты, то яркости обеих половин поля зрения будут одинаковы. Если слой вещества пропускает падающий на него световой поток без заметного рассеивания, то отсчет по черной шкале барабана прибора ФМ-56 может служить мерой пропускания Т (или оптической плотности Д, если отсчет ведется по красной шкале) прозрачного образца.

    Фотометр (рис.5) состоит из следующих основных узлов:

    - фотометрической головки 1, в которой находятся все оптические детали (объективы, призмы и т.д.) и механизмы диафрагм;

    -револьверного диска 2 со светофильтрами, которые переключаются поворотом диска (номер установленного светофильтра появляется в окошке);

    - штатива, состоящего из массивного круглого основания 3 и стоек 4,5;

    - предметного столика 6, который с помощью кремальерного механизма перемещается вертикально и закрепляется винтом 7 (отверстия столика центрированы относительно объективов фотометрической головки);

    - плоского зеркала 8, которое может вращаться вокруг горизонтальной оси, направляя пучок света во входные отверстия фотометрической головки;

    - осветителя 9 с конденсором 10 и матовыми рассеивателями 11;

    - двух барабанов 12, на которые нанесены две шкалы. По одной шкале (черной ) отсчитывается пропускание, другая шкала (красная ) соответствует оптической плотности D образца.

    Порядок выполнения работы

    1. Включить через трансформатор 220 В лампу осветителя.

    2. Вынуть матовые рассеиватели 11 (см. рис.5), установить оба барабана на деление 100, что соответствует одинаковой степени раскрытия диафрагм.

    3. Ввести светофильтр №5 поворотом револьверного диска, расположенного в верхней части прибора. Затем с помощью кольца 13 сфокусировать окуляр на линию раздела полей сравнения и рассмотреть изображения спирали лампы осветителя, видимые в каждой половине поля зрения. Изображения спирали должны быть резкими (рис.6), в противном случае необходимо обратиться к преподавателю или к лаборанту. После этого матовые рассеиватели поставить на место.

    4. После подготовки прибора приступить к измерению пропускания образца Т. Для этого правый барабан установить на отсчет 100 (по черной шкале). В правый пучок света поместить образец. Ввести светофильтр №1 и произвести уравнивание яркости левого и правого полей зрения и отсчет по черной и красной шкалам левого барабана. Затем вернуть левый барабан на деление 100 по черной шкале и повторить измерения еще два раза. Потом определить средние значения пропускания (Тср) и оптической плотности (Dср.) для данного светофильтра.

    5. Аналогичные измерения произвести со светофильтрами № 2,3,4,5,6,7,8.

    Примечание. Для тех светофильтров, при работе с которыми яркость полей сравнения очень мала или слишком велика, ручку реостата на крышке трансформатора, регулирующего накал нити лампы осветителя, можно переводить в положение «ярче» или «темнее». С очень яркими полями работать не следует.

    6. Результаты измерений занести в табл.1 и построить графики. Для этого по горизонтальной оси отложить длины волн, а по вертикальной нанести измеренные значения пропускания (Тср) и оптической плотности (Dср.).

     Таблица 1

     

    № светофильтров

    l эфф, нм

    Отсчет по левому барабану

    По черной шкале

    По красной шкале

     

    Т, %

    Тср, %

    D

    D ср.

     

    1

    726

    2

    665

    3

    619

    4

    574

    5

    533

    6

    496

    7

    465

    8

    432

    Контрольные вопросы

    1. Сформулируйте закон Бугера–Ламберта

    2. Объясните механизм поглощения света диэлектриками. Почему спектры поглощения зависят от агрегатного состояния вещества?

    3. Сформулируйте закон Бугера–Ламберта–Беера. Каковы границы его применимости?

    4. Чем определяется окраска прозрачных и непрозрачных окрашенных тел?

    5. Что называется спектральными характеристиками образца?

    6. Принцип действия фотометра ФМ-56. 

    Интерференция света