- •Московский государственный университет прикладной биотехнологии
- •Лабораторный практикум по физике
- •Введение
- •4Ая страница
- •Раздел I. Термодинамика. Молекулярно-кинетические явления переноса.
- •Определение показателя адиабаты методом клемана-дезорма
- •I.Описание установки.
- •II. Методика работы
- •III. Порядок выполнения работы
- •IV. Обработка результатов измерений
- •V. Вывод:
- •Контрольные вопросы
- •Определение коэффициента вязкости жидкости по методу стокса
- •I. Описание установки. Приборы и принадлежности.
- •II. Методика работы.
- •III. Порядок измерений и таблица результатов.
- •IV. Обработка результатов измерений.
- •V. Вывод:
- •Определение коэффициента вязкости воздуха капиллярным методом (методом Пуазейля)
- •I. Описание установки:
- •II. Методика работы.
- •III. Порядок измерений.
- •IV. Обработка результатов измерений
- •Литература
- •Раздел II. Колебания. Волны.
- •Исследование затухающих и вынужденных колебаний
- •Упражнение 1
- •Порядок выполнения работы
- •Упражнение 2
- •I. Методика работы
- •II. Описание установки.
- •III. Порядок выполнения работы
- •IV. Обработка результатов измерений
- •V. Выводы к упражнению 2:
- •Лабораторная работа № 5 (1-11) определение скорости звука в твердых телах методом кундта
- •I. Описание установки.
- •II. Методика работы.
- •III. Порядок выполнения работы
- •IV. Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Вопросы для защиты в форме круглого стола
- •Раздел III. Электростатика. Постоянный ток
- •Лабораторная работа № 6 (2-4) определение емкости конденсатора баллистическим гальванометром
- •Упражнение 1.
- •III. Порядок выполнения работы
- •Упражнение 2.
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы.
- •Лабораторная работа № 7 (2-1) измерение сопротивлений при помощи моста уитстона
- •Из формулы сопротивления для однородного проводника
- •Или, в зависимости от знака х, наоборот:
- •III. Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Вопросы для защиты в форме круглого стола
- •Раздел IV. Электромагнетизм
- •Определение горизонтальной составляющей вектора индукции магнитного поля земли
- •I. Описание установки.
- •II. Методика работы.
- •III. Порядок выполнения работы
- •IV. Обработка результатов измерений
- •V. Вывод:
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 9 (2-15) определение кривой намагничиваия железа
- •I. Описание установки.
- •III. Порядок выполнения работы
- •IV. Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Вопросы для защиты в форме круглого стола
- •Раздел V. Волновая оптика
- •Изучение явления интерференции света от двух когерентных источников (опыт Юнга)
- •III. Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы.
- •Определение длин волн в спектре с помощью дифракционной решетки
- •I. Описание установки.
- •II. Методика работы.
- •III. Порядок выполнения работы
- •IV. Обработка результатов.
- •Контрольные вопросы
- •Изучение закона малюса
- •I. Описание установки.
- •II. Методика работы.
- •III. Порядок выполнения работы.
- •IV. Обработка результатов.
- •Контрольные вопросы
- •II. Методика работы.
- •Порядок выполнения работы
- •IV. Обработка результатов.
- •Контрольные вопросы.
- •Литература
- •Вопросы для защиты в форме круглого стола
- •Раздел VI. Квантовая оптика
- •Определение температуры нити накаливания с помощью яркостного пирометра
- •I. Описание установки.
- •II. Методика работы.
- •III. Порядок выполнения работы
- •IV. Обработка результатов.
- •Дополнительное задание.
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 14 (3-19) изучение фотоэлемента с внешним фотоэффектом
- •I. Описание установки
- •II. Методика работы
- •III. Порядок выполнения работы
- •Снятие вольтамперной характеристики
- •Снятие световой характеристики
- •Дополнительное задание
- •Контрольные вопросы
- •Ознакомление с работой газового лазера
- •Контрольные вопросы.
- •Литература
- •Вопросы для защиты в форме круглого стола
- •Приложение I. Погрешности прямых и косвенных измерений
- •2.Абсолютная и относительная погрешности
- •3.Доверительные границы. Доверительная вероятность (коэффициент надежности)
- •4.Задача обработки результатов наблюдений
- •5. Систематические и случайные погрешности
- •6. Однократные и многократные измерения а. Однократные измерения
- •Б. Многократные измерения
- •В. Сложение погрешностей
- •7.Обработка результатов прямых многократных наблюдений
- •А. Порядок операций при обработке результатов прямых многократных измерений
- •Б. Пример обработки результатов прямых многократных измерений
- •8. Обработка результатов косвенных измерений
- •А. Метод частных дифференциалов
- •Б. Метод дифференциала логарифма
- •В. Порядок операций при обработке результатов косвенных измерений
- •2. Округление погрешностей
- •3. Правила построения графиков экспериментальных зависимостей
III. Порядок выполнения работы.
Установить нулевое деление шкалы столика против индекса «0», что соответствует параллельному положению плоскостей поляризаторов и максимальному пропусканию света через систему П-А.
Поворачивая столик, через каждые 10о записывать показания углов α и показания микроамперметра в таблицу.
Измерения проводить, поворачивая столик до 180°.
Поворачивая столик в обратном направлении, повторить замеры углов и соответствующих им фототоков (для 170о, 160о, и т.д.).
Таблица
-
№№
п/п
α, град
i1, мкА
i2, мкА
iср, мкА
Cos2α
iтеор, мкА
1
2
…
18
IV. Обработка результатов.
Вычислить среднее значение iср.
Построить график зависимости силы фототока iср (пропорциональной интенсивности J проходящего света) от угла поворота α.
Отметить максимальное значение фототока imax, полученное при измерениях.
Вычислить значения фототока i для углов 0°, 15°, 30°, 45°, 60°, 90°, используя закон Малюса: i = imax∙cos2α
(imax – взять из экспериментальных данных)
Построить график теоретической зависимости iтеор = ƒ(α)
Сравнить оба графика.
V. Вывод: экспериментальная зависимость фототока от угла между плоскостями поляризации в системе П-А соответствует закону Малюса.
Контрольные вопросы
Чем отличается поляризованный свет от естественного света?
Что называется плоско- поляризованным светом?
Выведите и сформулируйте закон Малюса.
Какие физические явления служат принципом работы поляроидов? .
Поляризация при отражении и преломлении. Закон Брюстера.
Что называется поляризатором и анализатором?
Где применяются поляроидные пленки?
Вращение плоскости поляризации.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 12 (3-12)
ИЗУЧЕНИЕ ЯВЛЕНИЯ ВРАЩЕНИЯ ПЛОСКОСТИ
ПОЛЯРИЗАЦИИ СВЕТА
Цель работы: Определить концентрацию сахара в прозрачном растворе поляризационным методом.
Описание установки.
Для выполнения работы потребуются:1. Сахариметр.
2. Набор трубок с растворами различных концентраций сахара.
Приборы, служащие для количественного исследования поворота плоскости поляризации, называются поляриметрами или сахариметрами, В данной работе используется поляриметр П-161.
Поляриметр (pиc. 12.1) состоит из: штатива 5, поляризационного устройства 3 с зеркалом 4, трубки для растворов 6, головки анализатора 1, окуляра 7, отсчетного диска 8 отсчетной лупой 2 и колонной 9.
Рис.12.1. Поляриметр П-161.
Поляризационное устройство состоит из поляризатора (поляроидной пленки, вклеенной между двумя защитными стеклами; аналогичная пленка ставится и в анализатор), оранжевого светофильтра и кварцевой пластинки, расположенной симметрично относительно центра поляризатора. Трубка с исследуемым раствором устанавливается между поляризатором и анализатором в разрез колонки 9. Головка анализатора 1 содержит неподвижную градусную шкалу и совместно вращающиеся части: анализатор, зрительную трубу, отсчетную лупу и нониус. Зрительная труба служит для наблюдения тройного поля (рис. 12.2) и состоит из объектива и окуляра.
Измерение угла поворота плоскости поляризации с ориентацией для отсчета на темноту при скрещенном положении поляризаторов крайне приближенно, так как человеческий глаз не может отметить точное положение, в котором анализатор установлен на полное затемнение поля зрения. Поэтому при измерениях применяют поляриметры, установленные не на темноту, а на равномерное освещение двух или трех частей поля зрения за анализатором. В данном приборе используется принцип уравнивания яркостей трех частей поля зрения (рис. 12.2). Разделение поля зрения на три части осуществляется введением в оптическую систему прибора кварцевой пластинки, занимающей среднюю часть поля зрения.
Для уяснения принципа работы данного поляриметра рассмотрим схематическое изображение трех светящихся полей (рис. 12.3).
А. Пусть, в отсутствии кюветы с оптически активным веществом, направления колебаний векторов Е в левом и правом сегментах поля будут П1П1, а в среднем сегменте поля – П2П2, причем углы, образуемые П1П1 и П2П2 с главным направлением анализатора АА, будут одинаковы по абсолютной величине. Тогда, при условии, что амплитуды векторов электрического поля равны, т.е. все три поля (в соответствии с законом Малюса) будут иметь одинаковую яркость
.
Б. При наличии кюветы с оптически активным веществом оба направления колебаний вектора Е (т.е. П1П1 и П2П2) а, следовательно, и биссектриса угла между направлениями П1П1 и П2П2, повернутся на угол φ (например, по часовой стрелке). Тогда по закону Малюса яркость среднего поля уменьшится, а крайних - возрастет. Поэтому светящиеся поля смогут иметь одинаковую яркость лишь после поворота анализатора на тот же угол φ (по часовой стрелке). Это и позволяет производить достаточно точное измерение угла вращения плоскости поляризации после выравнивания яркостей всех трек полей.
На неподвижном лимбе (рис. 12.4) вправо и влево от нуля нанесено 20 делений. Цена каждого деления лимба - 1°. Под шкалой лимба на подвижной втулке нанесена шкала нониуса - по 10 делений симметрично относительно 0. Цена деления шкалы нониуса – 0,1°.