Обробка результатів вимірювань.

1. Приймаючи молярну масу атомів водню, вуглецю і кисню відповідно 1; 12; і 16 г/моль, за хімічною формулою води і сахарози розрахувати масу одного моля води і сахарози .

2. Розрахувати об'єми одного моля води і сахарози . Прийняти та .

Таблиця 51.1.

….
5 - 7

3. Для кожного значення концентрації розрахувати об'єм одного моля розчину

і молекулярну рефракцію розчину:

Одержані дані занести до таблиці.

4. Використовуючи метод найменших квадратів, знайти кутовий коефіцієнт нахилу прямої .

5. Розрахувати:

- молекулярну рефракцію сахарози за формулою: ;

- поляризованість молекул води

- поляризованість молекул сахарози Стала Авогардо 6. Розрахувати границі надійних iнтервалів результатів вимірювання , , та за формулами:

Результати обчислень занести до таблицi 51.1.

Література.

1. 1. І.М. Кучерук, В.П. Дущенко. – Загальна фізика. Оптика. Квантова фізика, К., Вища школа. 1991 р. стор. 127 - 131.

2. А.А. Детлаф, Б.М. Яворский Курс физики. – М., Высшая школа, 1989 г., стр. 170 – 175, 333 – 336.

3. Т.И.Трофимова Курс физики. – М., Высшая школа, 1985 г., стр. 129 – 132, 234 – 238, 241 – 243.

Контрольні запитання.

1.. Вивести формулу Лоренц-Лоренца.

2. Як розраховуються молярна концентрація і об'єм 1 моля домішок.

3. Молекулярна рефракція. В чому полягають переваги її використання.

4. Зв'язок молекулярної рефракції з поляризованістю молекули.

5. Оптична схема та принцип дії рефрактометра Аббе.

 

Лабораторна робота №52

 

ВИЗНАЧЕННЯ ДОВЖИНИ ХВИЛІ ЗА ДОПОМОГОЮ ДИФРАКЦІЙНОЇ РЕШІТКИ

Мета роботи

обчислити довжини хвиль спектра дифракційної решітки.

Прилади та обладнання

оптична лава із сантиметровою шкалою, освітлювальний ліхтар, щілина з міліметровою шкалою, дифракційна решітка.

Коротка теорія

а). Теоретичні відомості.

Дифракційна решітка детально розглянута у Додатку (див.§ 6).

Нехай дифракційна решітка (див Мал.3) має період d, число штрихів N. Напрямки головних дифракційних максимумів задаються умовою

, (1)

де n- порядок максимуму. Амплітуда головного максимуму становить

, (2)

де амплітуда дифрагованого світла одною щілиною.

Головні максимуми розмежовані між собою мінімумами, які задаються умовою

. (3)

Таким чином між двома сусідніми головними максимумами знаходяться (N - 1) мінімум та (N - 2) додаткових максимуми.

 

Експериментальна установка.

 

Схема установки представлена на Мал.4а, а геометрія установки на Мал.4б. На оптичній лаві на одному рівні розміщено джерело світла О у вигляді щілини з міліметровою лінійкою Л і дифракційну решітку Р. Решітка установлюється перпендикулярно до світлового променя, що йде від щілини на відстані L від неї. Головні максимуми дифракції спостерігаються у відбитому світлі на лінійці Л. Якщо відстань від щілини до дифракційної решітки велика, то промені, що падають із щілини на неї, можна вважати паралельними, а дифракції фраунгоферовою.

По обидві сторони від центрального білого максимуму лежить спектр першого порядку n = 1, що починається фіолетовою лінією і закінчується червоною, за ним іде спектр другого порядку n = 2 і т.д.

Промені, що виходять під кутом , дадуть уявне зображення щілини на сітківці ока, що розташоване на лінійці у точці Е (див.Мал.4б).

З подібності прямокутних трикутників A0Е і АСВ одержуємо

Кут малий, а тому можна прирівняти і формула (10)

буде мати вид

. (11)

Хід виконання поботи

1. Уточніть завдання до роботи у викладача, щодо дослідження довжин хвиль у спектрі (фіолетової, зеленої, червоної ліній).

2. Установіть на оптичній лаві на одному рівні джерело світла, щілину з міліметровою шкалою і дифракційну решітку.

3. Уключіть лампочку проекційного ліхтаря в мережу змінного струму. Дифракційну решітку установіть перпендикулярно до світлового потоку на такій відстані від щілини, щоб вийшло чітке зображення центральної смуги спектра першого порядку.

4. Виміряйте відстань L від щілини до дифракційної решітки.

5. Для одержання величини h, виміряйте відстань між серединами відповідних смуг спектрів першого порядку і розділіть їх навпіл. Результати вимірів L, h занести в таблиці.

6. Вимірювання виконати 7 разів, згідно пп. 4-5, послідовно пересуваючи щілину на 5 см уздовж оптичної лави.