Учебно-методический комплекс учебной дисциплины ОДП. 03 Физика (стр. 32 )

3.  Имеются ли естественные дифракционные решётки? Каковы условия образования в них дифракционных спектров.

4.  Зависит ли положение главных дифракционных максимумов от числа щелей решетки?

Порядок выполнения работы.

1.  Подготовить таблицу для записи результатов измерений и вычислений.

№		d,м	k	а, м	b, м	λизм., м	λ табл., м
1	красный
2	фиолетовый

2.  Собрать измерительную установку.

3.  Глядя сквозь дифракционную решетку и щель в экране на источник света, и перемещая решетку в держателе, установить ее так, чтобы дифракционные спектры располагались параллельно шкале экрана.

4.  Вычислить длину волны красного цвета в спектре 1-го порядка справа и слева от щели в экране, определить среднее значение результатов измерения.

5.  Проделать то же для фиолетового цвета.

6.  Сравнить полученные результаты с табличными значениями длин волн красного и фиолетового цвета.

Литература:

1. Фирсов для профессий м специальностей технического и естественно - научного профилей: учебник: Рекомендовано ФГУ «ФИРО»/ Под редакцией – М.: «Академия», 2011 – 432с.

2. Янчевская в таблицах и схемах/ . - СПб.: Издательский Дом «Литера», 2008. – 96 с.

3. , Лазаренко по физике. ч.1. :Мозырь Белый ветер, 2006. - 136 с.

Лабораторная работа № 26

Наблюдение интерференции и дифракции света

Цель: исследование характерных особенностей интерференции и дифракции света.

Оборудование: пластины стеклянные - 2 шт., лампа с прямой нитью накала (одна на весь класс), штангенциркуль, капроновый лоскуток, осколок грампластинки, картон с круглым отверстием.

Теоретическая часть работы.

Интерференция наблюдается при рассмотрении контактной поверхности двух сжатых друг с другом стеклянных пластинок. Из-за неидеальности формы соприкасающихся поверхностей между пластинками образуются тончайшие воздушные пустоты, дающие радужные полосы.

Дифракция света проявляется в нарушении прямолинейности распространения световых лучей, при огибании светом препятствий, в проникновении света в область геометрической тени. Пространственное распределение интенсивности света за неоднородностью среды характеризует дифракционную картину.

Вопросы для повторения:

1.  Что такое свет?

2.  Что называют интерференцией света? Каковы условия максимума и минимума при интерференции?

3.  Могут ли интерферировать световые волны идущие от двух электрических ламп накаливания? Почему?

4.  Что называют дифракцией света?

Порядок выполнения работы.

Наблюдение интерференции.

1.  Стеклянные пластины тщательно протереть, сложить вместе и сжать пальцами.

2.  Рассматривать пластины в отраженном свете на темном фоне (располагать их надо так, чтобы на поверхности стекла не образовывались слишком яркие блики от окон или от белых стен).

3.  В отдельных местах соприкосновения пластин наблюдать яркие радужные кольцеобразные или неправильной формы полосы.

4.  Заметить формы и расположения полученных интерференционных полос с изменением нажима.

5.  Попытаться увидеть интерференционную картину в проходящем свете.

6.  Зарисуйте интерференционную картину.

7.  Объясните порядок чередования цветов на интерференционной картине.

8.  Опишите, как изменяется наблюдаемая картина при увеличении силы, сжимающей пластинки вместе.

9.  Опишите интерференционную картину при освещении СD - диска.

Наблюдение дифракции.

1.  Установите между губками штангенциркуля щель шириной 0,5 мм.

2.  Приставить щель вплотную к глазу, расположив ее вертикально.

3.  Смотря сквозь щель на вертикально расположенную светящуюся нить лампы, наблюдать по обе стороны нити радужные полосы (дифракционные спектры).

4.  Изменяя ширину щели от 0,05 до 0,8 мм, заметить, как это изменение влияет на дифракционные спектры.

5.  Зарисуйте две дифракционные картины, наблюдаемые при рассмотрении нити горящей лампы через щель штангенциркуля (при ширине щели 0,05 и 0,8 мм).

6.  Опишите изменение характера интерференционной картины при плавном повороте штангенциркуля вокруг вертикальной оси (0,8 мм).

7.  Определите вид дифракции (в отраженном или проходящем свете).

8.  Наблюдать дифракционные спектры в проходящем свете с помощью лоскутков капрона и картона с круглым отверстием.

9.  Зарисуйте дифракционные картины и опишите их.

10.  Провести наблюдение дифракционного спектра в отраженном свете с помощью грампластинки, расположив ее горизонтально на уровне глаз.

11.  Зарисуйте и опишите дифракционную картину.

12.  Сформулируйте вывод.

Литература:

1. Фирсов для профессий м специальностей технического и естественно - научного профилей: учебник: Рекомендовано ФГУ «ФИРО»/ Под редакцией – М.: «Академия», 2011 – 432с.

2. Янчевская в таблицах и схемах/ . - СПб.: Издательский Дом «Литера», 2008. – 96 с.

3. , Лазаренко по физике. ч.1. :Мозырь Белый ветер, 2006. - 136 с.

Лабораторная работа № 27

Наблюдение сплошного и линейчатого спектров

Цель: исследование и сравнение спектров.

Оборудование: проекционный аппарат, стеклянные трубки с водородом, гелием, неоном, криптоном, высоковольтный индуктор, источник питания, соединительные провода, стеклянная пластина со скошенными гранями.

Вопросы для повторения:

1.  Какие вещества дают сплошной спектр?

2.  Какие вещества дают линейчатый спектр?

3.  Объясните, почему отличаются линейчатые спектры разных газов?

4.  Почему щель коллиматора спектроскопа имеет форму узкой щели? Изменится ли вид наблюдаемого спектра (если изменится, то как?), если щель сделать в форме треугольника?

Порядок выполнения работы.

1.  Расположить пластину горизонтально перед глазом. Сквозь грани, составляющие угол 45 0 , наблюдать светлую вертикальную полоску.

2.  Выделить основные цвета полученного сплошного спектра и записать их в наблюдаемой последовательности.

3.  Повторить опыт, рассматривая полоску через грани, образующие угол 60 0. Записать различия в виде спектров.

4.  Наблюдать линейчатые спектры водорода, гелия, криптона, неона, рассматривая светящиеся трубки сквозь грани стеклянной пластины. Записать наиболее яркие линии спектров.

5.  Сформулируйте вывод.

Литература:

1. Фирсов для профессий м специальностей технического и естественно - научного профилей: учебник: Рекомендовано ФГУ «ФИРО»/ Под редакцией – М.: «Академия», 2011 – 432с.

2. Янчевская в таблицах и схемах/ . - СПб.: Издательский Дом «Литера», 2008. – 96 с.

3. , Лазаренко по физике. ч.1. :Мозырь Белый ветер, 2006. - 136 с.

Лабораторная работа № 28

Изучение взаимодействия частиц

и ядерных реакций (по фотографиям)

Цель: анализ фотографии треков заряженных частиц, движущихся в магнитном поле и участвующих в ядерных реакциях.

Оборудование: фотография трека заряженной частицы в камере Вильсона, помещенной в магнитное поле, фотография треков частиц при реакции взаимодействия α - частицы с ядром атома азота.

Теоретическая часть работы.

Для изучения взаимодействия элементарных частиц, для регистрации ядерных реакций и измерения физических величин, характеризующих состояние частиц, в них участвующих, используют камеру Вильсона.

Эта камера заполнена перенасыщенными парами воды и этилового спирта. Такие пары легко конденсируются в виде маленьких капелек на ионах, образующихся при полете быстрых частиц. Водяной пар конденсируется преимущественно на отрицательных ионах, пары этилового спирта – на положительных, вдоль всего пути частицы возникает трек – тонкий след из капелек, благодаря чему ее траектория движения становится видимой. Треки частиц фотографируют при дополнительной подсветке паров в камере Вильсона.

Толщина трека зависит от величины заряда частицы.

Чем больше заряд пролетающей частицы, тем больше ионов образуется при ее полете, а следовательно, тем больше толщина трека частицы.

Длина трека зависит от энергии частицы. Чем больше энергия частицы, тем медленнее она расходует энергию на ионизацию паров, тем длиннее трек частицы.

Рис. 1.

Часть 1.

На фотографии (рис.1), сделанной в камере Вильсона, помещенной в магнитное поле, изображены траектории двух заряженных частиц.

Трек 1 на фотографии принадлежит протону, трек 2 – частице, частице которую надо идентифицировать. Начальные скорости обеих частиц одинаковы и перпендикулярны краю фотографии. Линии индукции внешнего магнитного поля перпендикулярны плоскости фотографии.

Идентификация неизвестной частицы с зарядом q и массой m осуществляется путем сравнения ее удельного заряда с удельным зарядом протона . Под действием силы Лоренца заряженная частица движется

по окружности радиусом R1.

Согласно второму закону Ньютона man=FЛ , или m = qvB ,

где В – индукция внешнего магнитного поля.