Ќазаќ мемлекеттік ќыздар педагогика институты
жүктеу/скачать 2,57 Mb.
|
1-11 лаб ОптикаКазакща
- Бұл бет үшін навигация:
- Қызыл фильтр 2
- Жасыл фильтр 2
- Күлгін фильтр 2
- 7 – зертханалық жұмыс Н ь ю т о н с а қ и н а л а р ы н ы ң к ө м е г і м е н қ и с ы қ т ы қ р а д и у с ы н а н ы қ т а у
- Оптикалық актив заттардың ертінділерінің поляризация жазықтығын бұруын және ертіндінің концентрациясын өлшеу
Өлшеу нәтижесінде таблица құрылады және өлшеулердің қателігі есептелінеді.
- экран мен дифракциялық тор екеуінің арасындағы арақашықтық. 6.6. Бақылау сұрақтары: 6.6.1. Қандай толқындарды когерент толқындар дейді? 6.6.2. Дифракция деген құбылыс қандай құбылыс? 6.6.3. Дифракциялық максимумның пайда болу шарты? 6.7. Әдебиеттер. 6.7.1. Кортнев А.В. и др. Практикум по физике /377 бет/ 6.7.2. Савельев И.В. Курс общей физики Т.Ш. 6.7.3. Полатбеков П.П. Оптика. 7 – зертханалық жұмыс Н ь ю т о н с а қ и н а л а р ы н ы ң к ө м е г і м е н қ и с ы қ т ы қ р а д и у с ы н а н ы қ т а у 7.1. Керекті құрал – жабдықтар: микроскоп, жазық дөңес линза, жазық шыны пластинка, жарық көзі, светофильтрлер. 7.2. Жұмыстың мақсаты: Ньютон сақиналары деп аталатын интерференциялық суретті бақылау арқылы линзаның қисықтық радиусын анықтау. 7.3. Студенттердің жұмысқа дайындығын тексеретін сұрақтар: 7.3.1. Ньютон сақиналары қай уақытта пайда болады? 7.3.2. Шағылған жарық пен өткен жарықта пайда болған сақиналардың ортасы қандай болады? 7.4. Жұмысқа қысқаша теориялық мағлұмат. Егер жазық шыны пластинканың үстінде жазық дөңес линза қойылса, екеуінің арасында сына пішіндес ауа қабаты қалады. Осы системаға пластинка бетіне перпендикуляр бағытта түскен монохромды жарық толқындары осы сына пішіндес ауа қабатының үстіңгі және төменгі шекараларында шағылады да, өзара интерференцияланады 1-сурет. Осының нәтижесінде линза мен пластинка түйісіп тұрған нүктеде қара-қоңыр дақ және оның айналасында концентрлі бірі жарық, бірі қара-қоңыр шеңберлер пайда болады. центрден қашықтаған сайын олар жиі орналасады. Бұл шеңберлер Ньютон сақиналары делінеді 2-сурет. Линза мен пластинка аралығында ауа болғандықтан, яғни n=1 жарық пластинка бетіне перпендикуляр түсіп тұрғандықтан интерференцияланатын сәулелердің оптикалық жол айырымы (1) Мұнда - сына пішіндес ауа қабатының қалыңдығы. Егер -ші сақинаның радиусын деп, линзаның қисықтық радиусын деп алсақ, -ші сақинаның тұсындағы сына пішіндес ауа қабатының қалыңдығы (2) Бұл теңдеуді қорытып шығарайық /суреттен/ . Сондықтан ескерусіз қалдыруға болады. Сонда Енді -нің мәнін 1-ші теңдеуге апарып қоямыз, сонда (3) Жұқа пластинкадан шағылып интерференцияланған сәулелердің интерференциялық максимум шарты төмендегіше жазылады: яғни Осыдан (4) Яғни -ші жарық сақинаның радиусы немесе бұл өрнекті шағылған жарықтағы интерференциялық максимум шарты деуге де болады. (5) шағылған жарықта Сондай-ақ К-ші жарық сақинаның радиусы (6) шағылған жарықта ал, n-ші және К-ші қара – қоңыр сақиналардың радиустары төмендегі формулалар арқылы анықталады: ; (7) шағылған жарықта Енді Осыдан (8) 7.5. Жұмыстың орындалу тәртібі. Радиусы өлшенетін жазық дөңес линза шыны пластинканың үстіне мықтап бастырылып қойылады. Екеуінің түйіскен орны кішкентай қара нүкте болып көрінеді. Осы нүктеге микроскоп арқылы қарайтын болсақ, оны концентрлі қара – қоңыр және жарық сақина пішіндес шеңберлер кезектесіп қоршап тұрғанын көреміз. 2,2 а-сурет. Біздің құралымызда жарық пластинканың төменгі бетіне түсіп бақылаушының көзіне линза арқылы түседі. Яғни бақылау өтпелі жарықта жүргізіледі. Олай болса, сақиналардың ортасы жарық болады, ал жарық сақинаның радиусы теңдеу арқылы анықталады. Құралды микроскоптың объективінің астына қойып, микроскоптың көру өрісіндегі Ньютон сақиналарының диаметрі өлшенеді. Диаметрді өлшеу үшін микроскоптың окулярының ішіне микрометрлік шкала орнатылған 4-ші сурет. Өлшеу кезінде екі сақина таңдап алынады да, диаметрлері /d/ өлшенеді, ал болады. - нің мәнін дәл білу үшін микрометрлік шкаланың құнын білу керек. “ ” құны бұрын анықталады. Жарық толқынының ұзындығы “ ” белгілі шама, мысалы, жасыл түсті жарық үшін қызыл жарық үшін т.т.б. Бір түсті, яғни монохромат жарық алу үшін түрлі-түсті светофильтрлер қолданылады. 8-ші формула арқылы R-дің мәні анықталады, өлшеу нәтижесінде таблица құрылады және өлшеу жұмысының қателігі есептеледі.
7.6. Бақылау сұрақтары: 7.6.1. Когерент жарық сәулелері деген не? 7.6.2. Монохромат жарық қандай жарық? Қалай алуға болады? 7.6.3. Бақылау өтпелі жарықта жүргізілсе, интерференциялық суреттің ортасы қандай болады? Шағылған жарықта ше? 7.6.4. Егер линзаны пластинкадан жоғары көтерсек, не не байқайсыздар? Тәжірибе жасап қараңда? 7.6.5. Егер линзаның радиусы белгілі болса, сәуленің толқын ұзындығын өлшеу үшін қандай формула қолдануға болады? 7.7. Әдебиеттер 7.7.1. Полатбеков П.П. Оптика 7.7.2. Гершензона Практикум по общей физики под редакцией 7.7.3. Ландсберг Г.С. Оптика, 1976 ж. Е.М. 1975 ж. 8 – зертханалық жұмыс Оптикалық актив заттардың ертінділерінің поляризация жазықтығын бұруын және ертіндінің концентрациясын өлшеу 8.1. Жұмыстың мақсаты. Оптикалық актив заттардың поляризация жазықтығының бұрылуын және концентрациясын анықтау. 8.2. Керекті құрал – жабдықтар Поляриметр дөңгелек, концентрациясы белгілі және белгісіз қант ертінділері, рефрактометр, әртүрлі ұзындықтағы кюветалар. 8.3. Жұмысқа жіберілу үшін студенттердің білуге тиісті сұрақтары. Сәулелердің бұрылу қасиеті, олардың толқын ұзындығына қалай байланысты? Бұрылу коэффициенті заттың концентрациясына қалай байланысты? Қандай заттар оптикалық актив заттар делінеді, оларға не жатады? Жарық толқынының электр өрісі векторлары түрлі жаққа бағытталған, яғни әртүрлі жазықтыққа тербелуі мүмкін. Олай болса, электр өрісі векторының кеңістікте барлық бағытта таралатын жарығы табиғи жарық деп аталады. Табиғи жарық толқындарының кез келген бағыттағы интенсивтігі бірдей болады. Белгілі жағдайда жарық векторы тек белгілі бір бағытта ғана тербелуі мүмкін. Бұл жарық толқын поляризацияланған жарық деп аталады. Егер жарық векторы Е бір ғана жазықтықта тербеліп жатса, онда мұндай жарық жазықша поляризацияланған жарық деп аталады. Табиғи жарық жазықша поляризацияланған жарыққа айналдыру үшін түрліше поляризациялық құралдар қолданылады. Солардың бірі Николь призмасы. Николь призмасын Исландия штатының кристалдарынан жасайды. Осындай призмалар әрі поляризатор, әрі анализатор ретінде қолданылады. Өзара айқастырылып қойылған поляризатор мен анализаторға жарық түсірілсе, ал олардың ұлы қималарының поляризациялану жазықтықтары арасындағы бұрыш 900 болса, онда олардан жарық өтпейді. Егер ұлы қималары өзара // орналасса, онда анализатордан өткен жарықтың интенсивтігі максималь болады. Ал бұл қималардың арасындағы бұрыш сүйір болса, онда анализатордан өткен жарықтың интенсивтілігі Малюс заңы бойынша анықталады: - екі призмадан өткен жарық интенсивтігі (ұлы қималары // болған жағдайда) - поляризатор арқылы өткен жарықтың интенсивтігі. Бұл заңды кез келген поляризатормен анализатордан өткен жарық интенсивтігін анықтау үшін қолдануға болады. Егер айқастырылып қараңғылыққа қойылған поляризатор мен анализатордың арасына қант ерітіндісін құйылған қабырғасы мөлдір түтік қойылса, поляризатордан өткен жарықтың біразы анализатордан да өтеді. Бұл системаны қайтадан қараңғылыққа келтіру үшін анализаторды аздап бұру керек. Қант ертіндісінің қараңғылыққа қойылған поляризациялық системаны жарыққа поляризация жазықтығын бұратындығын көрсетеді. Поляризация жазықтығын бұратын заттар оптикаша актив заттр делінеді. Оптикаша актив заттрға кристалдар (мысалы: кварц, қант, аметист, хлор қышқылдары, қышқылдары) кейбір сұйықтар мысалы: скипидар, шарап қышқылы, қант ертіндісі, камфара т.с. Оптикаша актив заттардың кейбіреулері поляризация жағынан оңға, кейбіреулерін солға бұрады. Осыған сәйкес оларды дұрыс немесе теріс заттар дейді. Поляризация жазығының бұрылу бұрышының -дің мөлшері қатты денелер үшін дененің қалыңдығына байланысты, ал сұйық заттар үшін әр ертіндінің қалыңдығына және поляризациясына байланысты болады, яғни қатты денелер үшін: Сұйық денелер үшін: Мұнда -қатты дененің немесе ертіндінің қалыңдығы (биіктігі) С-ерітіндінің концентрациясы - алынған затты сипаттайтын тұрақты, бұру тұрақтысы деп аталады. Ол жарықтың толқын ұзындығына және ерітіндінің температурасына байланысты. Бұл тұрақты қалыңдығы 1мм зат поляризациялану жазықтығын қанша градусқа бұратындығын көрсетеді. Әдетте - градуспен, - дециметрмен, Сг/см3-пен өлшенеді. Мысалы, температурасы 200С, жарық толқынының ұзындығы болса, қант ерітіндісінің бұру тұрақтысы . Сонда 3-ші формуланы пайдаланып деп жазуға болады. Мысалы, концентрациясы . Гростник қанттың ерітіндісі үшін мынадай таблицадан бұру тұрақтысын анықтауға болады.
Бұл таблицаға қарағанда жарық толқынының ұзындығы қысқарған сайын поляризация жазығының бұрылу бұрышы арта түседі. 3-ші формуланы пайдаланып ерітіндінің концентрациясын анықтауға болады. Осындай өлшеулер жүргізілгенде сахариметр деп аталатын құрал қолданылады. 8.5. Сахариметрдің құрылысы Құралдың негізгі бөлімдері поляризатор мен анализатордың жұмысын атқаратын екі николь призмалары /2-сурет/. Бұл екі призманың арасына ішінде қант ерітіндісі бар түтік орнатылады. Сахариметрдің бір бөлігінің құны 0,05 8.6. Жұмыстың орындалу тәртібі 1. Бұру тұрақтысы -ны анықтау. Концентрациялары белгілі бірнеше ерітінділер алынып, олардың поляризация жазықтығының бұрылу бұрышы анықталады. С және белгілі шамалар болады, сонда 3-ші формуланы пайдаланып бұру тұрақтысын -ны анықтайды. 2. Енді концентрациясы белгісіз ерітіндінің концентрациясы анықталады. Бұл ерітінді түтікке құйылады да, шкала бойынша поляризация жазықтығының бұрылу бұрышы анықталады. Мұнда және белгілі шамалар, С анықталады. Сонда 3-ші формула бойынша ерітіндінің концентрациясы “С” анықталады. Өлшеу нәтижесінде таблица құрылады және өлшеу жұмысының қателігі есептелінеді.
жүктеу/скачать 2,57 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||