Файл: Лабораторная работа 3 По дисциплине физика ( наименование учебной дисциплины согласно учебному плану).docx

Номер опыта
	дел.	дел.		дел.	Па	,
1	45	37	14	8	12800	1,09
2	35	24	22	11	17600	1,25
3	40	31	10	9	14400	0,69
4	25	15	13	10	16000	0,81
5	40	30	17	10	16000	1,06
6	25	15	16	10	16000	1,00
7	15	9	11	6	9600	1,15
8	27	20	11	7	11200	0,98
9	35	26	16	9	14400	0,63
10	25	17	14	8	12800	1,09

---

7. Пример вычислений

Исходные данные

кПа

нм

см

Погрешности прямых измерений

;



Вычисления по данным таблицы 1 (строка 1)

Разность давлений





Угловой коэффициент



Коэффициент пропорциональности



Показатель преломления газа



Среднее значение углового коэффициента



Погрешности косвенных измерений

Абсолютная погрешность косвенных измерений показателя преломления газа


Относительная погрешность косвенных измерений


Окончательный результат

8. Графический материал

Таблица 2

Данные для графика зависимости числа полос от давления

		14	22	10	13	17	16	11
	Па	12800	17600	14400	16000	16000	16000	9600

---

Таблица 2 (продолжение)

Данные для графика зависимости числа полос от давления

		11	16	14
	Па	11200	14400	12800

Рисунок 3 – Зависимость числа полос от изменения давления воздуха в кювете

9. Анализ полученного результата. Вывод

В данной лабораторной работе практическим путем был определен показатель преломления воздуха при помощи интерферометра Жамена.

Полученное значение показателя преломления воздуха близко к справочному значению .

Сравнительная оценка экспериментального значения показателя преломления воздуха со справочным дает погрешность в 0,2%



Относительная погрешность косвенных измерений показателя преломления воздуха равна 0,19%. Она обусловлена неточностью измерений, несовершенством измерительных приборов и условий среды, в которых проводились измерения, а также человеческим фактором.

Разница в 0,01% относительной погрешности косвенных измерений и погрешности, полученной в результате сравнительной оценки, говорит о достаточной точности методики измерения.
Контрольные вопросы (ответы для защиты л. р.)
1. В чем заключается явление интерференции света?

Интерференция света - явление перераспределения энергии, переносимой волной, в результате сложения (наложения) колебаний (двух и более) от волн когерентных источников, расположенных дискретно.

---

2. Какие источники света являются когерентными? Когерентные источники света – источники света, имеющие одинаковую частоту и постоянную разность фаз в точке наблюдения.

3. Дайте определение оптической длине пути и разности фаз когерентных волн. Оптическая длина пути – величина, имеющая размерность длины и вычисляемая по формуле:

L = n·s,

где n – показатель преломления среды;

s – геометрическая длина пути.

Разность фаз – это разница между начальными фазами двух волн, имеющих одинаковую частоту.

4. Что называется оптической разностью хода и как она связана с разностью фаз двух когерентных волн? Оптическая разность хода – это разность оптических длин путей световых волн, имеющих общие начальную и конечную точки.

△ = (n₂ – n₁)L,

где n – показатель преломления вещества, заполняющего кюветы;

L – толщина кювет.

Связь между оптической разностью хода и разности фаз двух когерентных волн:

δ=[Уравнение]

5. Запишите общие условия формирования интерференционных минимумов и максимумов. Условие интерференционного минимума

,

где

k – целое число длин волн;

- длина волны в вакууме, м.

Условие интерференционного максимума

, где k – целое число длин волн;

- длина волны в вакууме,

---

м.

6. Что называется длиной и временем когерентности? Длина когерентности – то расстояние, на котором случайное изменение фазы достигает значения π; расстояние l_ког =ct_ког, на которое перемещается волна за время t_ког. Время когерентности – такое время t_ког, за которое случайное изменение фазы волны α(t) достигает значения порядка π.

7. Дайте определение абсолютного показателя преломления. Абсолютный показатель преломления - величина, равная отношению фазовых скоростей света в вакууме и в данной среде.

,

где с – скорость света в вакууме,

v - скорость света в среде.

8. С какой целью используют интерферометры? Интерферометры могут использоваться с целью точной регистрации изменения фазы (оптической разности хода), для точного измерения показателя преломления газов при давлении, близком к атмосферному, и других веществ.

9. Какой метод получения интерференции реализуется в интерферометре Жамена? В интерферометре Жамена используется метод разделения волны по фронту, когда происходит деление волнового фронта на вторичные источники света.

10. Почему пластинки 1 и 2 интерферометра Жамена должны быть достаточно толстыми (не менее 2–3 см)? При использовании тонокй плёнки отражённые лучи от пластины 1 будут приходить в 1 точку.

---