Зертханалық ЖҰмыс №17 дифракциялық тор көмегімен жарықТЫҢ толқын ұзындығын анықтау
жүктеу/скачать 0,65 Mb.
|
Оптика зерт каз
| I0=Iтаб/ 2 (1)
Поляризацияланған жарықтың бірінші кристалл арқылы өткен жарық тербелістер амплитудасы Е, осы кристалға Е0 түскен жарық тербелісі амплитудасынан аз болады: Е = Е0 cos (2) Жарық интенсивтігі жарық тербелістер амплитудасының квадратына тура пропорционал болғандықтан, онда: I = I0cos 2 (3) немесе, (1) формула есебінен I=0.5Iестcos 2 (4) Бұл теңдеулер (3) және (4) Малюс заңын өрнектейді. Оларда: I –анализаторды өткен поляризацияланған жарықтың интенсивтігі, I0 –анализаторға түскен жарықтың интенсивтігі -поляризатор және анализатор жазықтықтар арасындағы бұрыш, Iтаб –поляризатордың кіру жағындағы поляризацияланбаған жарықтың интенсивтігі. Жұмысты орындау тәртібі 1. Сахраметрдің жарқыратқуышысын ток козіне қосу керек. 2. Окулярдың муфтасын айналдыра отырып, көру өрісінің үш ажырату сызықтарын анық көру керек. 3. Фрикционды 3 айналдыра отырып үш бөліктің бір текті қараңғы болуын байқау керек. Бұл кезде шымылдыұ құралдың түтігін жабау тұру керек. 4. Құралдың сол нониус бойымен n 0 нәтижесін алу керек.Өлшеу нәтижесін үш рет қайталап < n 0> орта шаманы анықтау керек. 5. Концентрациясы с белгісіз қант ертіндісін түтікке орналастыру керек. 6. Фрикционды 3 айналдыра отырып тағы да үш бөліктің бір текті қараңғы болуын байқау керек. n өлшеу нәтижесі алынады. 7. Өлшеу нәтижесін үш рет қайталап < n > орта шаманы анықтау керек. 8. Поляризация жазықтығының бұрылу бұрышын табу керек. a= < n > -< n 0>. 9 . Концентрациясы белгісіз қант ертіндісінің концентрациясын табу керек. 1 0. Қателікті анықтау керек. Өздік тексеру жолымен жұмыс мақсатына жету Жұмыстың мақсаты орындалды деп есептелінеді, егер өлшенген шаманың теориялық мәні тәжірибелік мәнінен айырмашылығы 20% -тен аспаса. Керісінше жағдайда жұмыс атқару жолын қайта қарастырып, жіберілген қателіктердің себебін іздестіру қажет. Үйге тапсырма Экспериментің нәтижесін бекіту үшін Малюс заңына 2-3 есеп шығарыпу керек. Бақылау сұрақтар және тапсырмалар 1. Жарық толқын ұзындығы дегеніз не? 2. Поляризацияланған жарық дегеніміз не? Табиғи жарық неліктен поляризацияланбаған? 3. Поляризация жазықтығы дегеніміз не? 4. Кристалдағы поляризация механизмі неде? Поляризацияланған жарық дегеніміз не? 5. Поляризатордан шыққан поляризацияланған жарықтың интенсивтігі неліктен екі есе аз болады? 6. Поляризатор және анализатор дегеніміз не? Олардың ұқсастығымен айырмашылығы неде? 7. Малюс заңын тұжырымдаңдар. 8. Жарықталыну дегеніміз не және оның өлшем бірлігі қандай? ЗЕРТХАНАЛЫҚ ЖҰМЫС №20 СҰЙЫҚТЫҢ СЫНУ КӨРСЕТКІШІН АНЫҚТАУ Сабақтың оқулық мақсаты Бұған дейін оптика құбылыстарының көпшілігі тәжірибеге негізделген қағидаларға сүйеніп баяндалды. Дұрысында оптикалық құбылыстарды тек жарық пен заттың бір-біріне ететін әсерлерін есепке ала отырып қана толық ұғынуға болады. Онда жарықтың табиғаты мен оның затқа қалай әсер ететіндігі туралы белгілі физикалық ұғымға сүйеніледі. Зертханалық жұмыстың мазмұны Бұл жұмыста рефрактометрия әдісі көмегімен сұйықтың сыну көрсеткіші анықталады. Базалық материал Берілген жұмысты дұрыс түсініп орындау үшін жарықтың шағылу құбылысының заңдарын білу керек. Сабаққа дайындық: А.Ахметов Физика,2000ж. 147-150б. Ж. Абдулаев Физика, 1990ж 230-231б. Бастапқы бақылау Жарықтың шашырау заңдарының физикалық мағынасы неде? Зерттелетін сұйықтың әр түрлі концентрацияларын қалай дайындау керек? Берілген жұмыста заттың сыну көрсеткіші қай құрал көмегімен анықталады? Нәтижелердің қателіктері қалай анықталады? Сыну көрсеткішінің концентрацияға тәуелділігі қалай салынады? Құралдар, материалдар, жабдықтар: Рефрактометр, концентрациялары әр түрлі зерттелетін сұйық, пипетка, мата, дистилляцияланған су. Теориялық кіріспе және бастапқы мәлімет Жарықтың екі орталар шекарасы арқылы, жарықтың олардағы таралу жылдамдықтары әр түрлі, ауысу кезінде оның таралу бағыты өзгереді. Бұл құбылысты сыну немесе жарықтың рефракциясы деп атайды. (1) Мұндағы с- вакуумдегі жарықтың таралу жылдамдығы; - берілген ортадағы жарықтың таралу жылдамдығы. Ортаның салыстырмалы сыну көрсеткіші: , мұндағы -орталардың абсолютті сыну көрсеткіштерлері. Жарықтың сыну көрсеткіші аз ортадан (оптикалық аз тығызды ортадан) үлкен сыну көрсеткіші ортаға (оптикалық тығызды ортаға) өткенде сәуленің түсу бұрышы сыну бұрышынан артық. (1а сур). Егер орталар шекарасына сәуле мүмкін бола алатын ең үлкен = /2 бұрыш жасай түссе, онда (сәуле орталар шекарасы бойымен жылжиды), онда ол пр < /2 бұрыш жасай сынады. Бұл бұрыш осы орталар үшін ең үлкен сыну бұрышы болып табылады және сынудың шекті бұрышы деп аталады. Жарықтың сыну занынан мына шығады: Егер жарық тығыздығы артық оптикалық ортадан тығыздығы аз оптикалық ортаға ауысатын болса, онда сыну бұрышы түсу бұрышынан артық болады. (1б сур). Кейбір бұрышы мәнінде сыну бұрышы тең, яғни сыну сәулесі орталар шекарасымен сырғанай таралады. Түсу бұрышын осыдан әрі арттырса, сыну пайда болмайды, түскен барлық жарық орталар шекарасынан шағылып кетеді (толық шағылу). бұрышы толық шағылудың шекті бұрышы деп аталады және деп белгіленеді. Мына қатыс орындалатындықтан. С ондықтан, сынудың шекті бұрышы және және толық шағылудың шекті бұрышы берілген орталар үшін олардың сыну көрсеткіштеріне тәуелді. Бұл зааттардың сыну көрсеткішін анықтау приборларында орын тапқан-оларды рефрактометрлер деп атайды. (сур2а-в) Оларды судың тазалығын анықтау кезінде, қан сывороткасындағы жалпы белоктың концентрациясын, әр түрлі заттардың идентификациясын жасау үшін қолданылады. Берілген жұмыста типі ПРЛ рефрактометр суретте көрсетілген. Бұл прибор жазық дөңгелекше қорап тәрізді корпустан тұрады, штативке орнатылған өте массивті негізі бар. Корпустың жоғарғы сол бөлігінде рефрактрометрдің негізгі бөлшегі – призма 1 орналасқан. Призма екі тік бұрышты призмалардан тұрады, олар гипотенузаларымен қосылған және бос кожухтарға монтаждалған. Оның төменгісі корпусқа қозғалыссыз бекітілген, ал жоғарғысы шарнирлер көмегімен артқа қарай ашылады. Екі призмада ауыр шыныдан жасалған, сыну көрсеткіші 1,7 және жартыцилиндрлерге солай монтаждалған, қалай соңғыларды бір-біріне қарай және параллель орналасқан призмалар негіздерімен қосқан кезінде ені 0,15 мм -дей бос кеңістік қалады. Бұл кеңістік өлшеулер жасалған кезде зерттелетін сұйықпен толтырылады. Әр бір жартыцилиндрдің сол жағында 2 тесік бар, ол арқылы 3 айнадан шағылған жарық 1 призмаға бағытталуы мүмкін. Призма арқылы жарық шоғы өз жолында тікбұрышты призманы кездестіреді, ол шоғының бағытын 90° өзгертеді және оны 5 көру трубасына бағыттайды. Сұйықтың сыну көрсеткішін екі тәсіл көмегімен анықтай алынады. Бірінші тәсіл кезінде S жарық көзімен шығарлатын жарық сәулелер Z айна арқылы АВС призманың АВ қабырғасына бағытталады. АВ қабырғасымен сынған соң сәулелер АВС призмаға өтеді де АС қабырғаға жетеді. Бірақ бұл қабырға мөлдір емес шыныдан (матовое стекло) жасалғандықтан жарықтың шашырауын тұғызады, сәулелер сұйыққа кіреді де әр түрлі бұрыштарында DE қабырғасына жетеді. Ең үлкен бола алатын DE қабырғаға түсетін сәулелердің түсу бұрышы 90°-қа тең. Беттер бойымен DE сырғанау сәулелер сынудан соң жарықтың таралу шекарасын анықтайды. Екінші тәсілінде S жарық көзімен шығарылған жарықтық сәулелер Z айна көмегімен DF қабырғаға түсіріледі. DF қабырға да мөлдір емес және сәулелер DEF призмаға әр түрлі бұрыштар арқылы түседі. Бұл жағдайда DEF призмаға кіретін және қабырғасына жете алатын сәулелер үшін тығыздығы артық оптикалық ортадан (шыны) тығыздығы аз оптикалық ортаға (сұйық) ауысуға тура келеді. Шекті бұрыштан DE бетке АВС призмаға және призмаға сол сәулелер ғана өтеді, ал шекті бұрышынан артық бұрыштары мен түскен сәулелер толық ішкі шығылған болады. Шекті бұрыш бағытына сәйкес келетін бағыттағы сәулелер сонымен жарық-көлеңке шекарасын анықтайды. Екі жағдайда да көру трубаның окулярінде ақ-күңгірт бөлікке бөлінген көрудің өрісі көрінеді. Осы аймақтар шекарасының орны шекті бұрыш шамасымен анықталады, демек сұйықтың сыну көрсеткішіне тәуелді болады. Сондықтан рефрактометр шкаласына бұрыштар емес сыну көрсеткіштер шамалары жазылған n. Егер сұйық түссіз және әлсіз боялған болса, бірінші тәсіл қоданылады. Егер өте боялған, жарықты өте жұтатын сұйықтар үшін екінші тәсілді қолдану керек. Жарықталынған және көру өрісінің қараңғы бөлігі арасындағы шекарасы егер монохромат жарық қолданылса, өте нақ болады. Егер монохромат емес жарық қолданылса, онда шекара әр түсті түстерге бояланады, өйткені жарықтың әр түрлі толқын ұзындығының сыну көрсеткіші әр түрлі болады. Бұл кезде компенсатор көмегімен нақ шекарасын алуға болады. Жұмысты орындау тәртібі І. Құралды жұмыс жасау үшін дайындау. 1. Бақылаулар өткінші жарықта өткізілу үшін жарық көзін орналастырыңыз. 2. Рефрактометрдің жоғарғы призмасын арттқа қарай алып қойыңыз және пипетка көмегімен төменгі призмаға дистилляцияланған судың 2-3 тамшысын тамызыңыз. Жоғарғы призманы орнына келтіріңіз. 3. Окулярды фокустап, көру өрісінің, визирдің және шкаланың нақ бейнесін алыңыз. 4. Көру трубасын ауыстыра отырып көру өрісінде «жарық-көлеңке» шекарасын алыңдар. Бөлгіш сызық нақ болу керек және әр түсті боялуы болмауы керек. Оған компенсатор 4 қолтаяқшаны айналдырумен жетуге болады. 5. Визирді «жарық-көлеңке» шекарасымен дәл келтіріңіз. Реттеулерді дұрыс жасаған кезде шкала көрсетулері судың сыну көрсеткішіне n = 1,333 ( 20°С кезінде) сәйкес болу керек. ІІ. NaCI ерітіндіде сыну көрсеткішінің концентрацияға тәуелділігін зерттеу керек: 1. Концентрациялары С әр түрлі NaCI ерітінділердің сыну көрсеткіштерін п өлшеу керек. Ол үшін төменгі призмаға бірінің артынан бірі әр түрлі концентрациялары ерітінділертамшылары тамылады, визирді «жарық-көлеңке» шекарасымен дәл келтіріп, шкала бойынша ерітінділердің сыну көрсеткіштерін анықтау керек. Әр бір ерітінді үшін сыну көрсеткішін үш рет өлшеңіз және <n> табыңыз; 2. Өлшеулер нәтижелерін 1 кестеге жазыңыз;
жүктеу/скачать 0,65 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|