Мои Конспекты
Главная | Обратная связь

...

Автомобили
Астрономия
Биология
География
Дом и сад
Другие языки
Другое
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Металлургия
Механика
Образование
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Туризм
Физика
Философия
Финансы
Химия
Черчение
Экология
Экономика
Электроника

Обработка результатов измерения и оформление отчета





Помощь в ✍️ написании работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

 

1. По данным таблицы 12.1, используя формулы (12.6) и (12.7), вычислить значения длины электромагнитной волны λ01, λ02, λ03 в воздухе.

2. По данным таблицы 12.2, используя формулы (12.6) и (12.7), вычислить значения длины электромагнитной волны λ1, λ2, λ3 в воде.

3. Определить среднее значение длины электромагнитных волн в воздухе

и в воде

.

Результаты занести в таблицу 12.3.

Таблица 12.3.

0>, м <λ>, м v0, Гц ν, Гц υ, м/с ε
           

4. Вычислить частоту, зная <λ0> и используя формулу (12.10). Результаты занести в табл. 12.3.

5. Рассчитать скорость электромагнитной волны в воздухе по формуле (12.9). Результаты занести в табл. 12.3.

6. Используя значения <λ0> и <λ>, вычислить относительную диэлектрическую проницаемость ε по формуле (12.11). Записать в табл. 12.3.

7. Составить отчет по проделанной работе и сделать по результатам вычислений выводы. В выводах сравнить частоты и длины электромагнитных волн в воздухе (ν0 и λ0) в воде (ν и λ) и объяснить, какая из величин должна изменяться и почему.

Объяснить физическую сущность процессов, влияющих на отличие полученного значения ε от табличного.

 

Контрольные вопросы

1. Первое и второе уравнения Максвелла. Их физический смысл. Возможность существования электромагнитного поля.

2. Объяснить процесс возникновения и распространения электромагнитных волн в двухпроводной линии.

3. Что называется стоячей волной? Объяснить образование стоячих волн в двухпроводной линии.

4. Написать уравнение бегущей плоскополяризованной электромагнитной волны.

5. Вывести уравнение стоячей электромагнитной волны.

6. От чего зависит амплитуда стоячей волны? Что называется пучностями, узлами стоячей волны?

7. Описать и начертить картину распределения пучностей и узлов в случаях разомкнутой и короткозамкнутой двухпроводной линии.

8. Что называется длиной стоячей волны? Как она связана с длиной бегущей волны?

9. Объяснить, почему лампочка накаливания при перемещении вдоль линии в последующих пучностях светится слабее, чем в предыдущих.

10. Что называется током смещения? В каких средах и при каких условиях возникают преимущественно токи смещения?

11. По каким формулам определяется плотность и сила тока смещения?

12. Вывести расчетную формулу для относительной диэлектрической проницаемости среды.

13. Объяснить влияние частоты электромагнитной волны и температуры на величину относительной диэлектрической проницаемости среды.

14. От чего зависит скорость распространения электромагнитной волны, и по какой формуле рассчитывается?

15. Какая характеристика волны зависит от свойств среды?

16. Каков порядок выполнения работы?

 

ЛИТЕРАТУРА

1. Калашников С.Г. Электричество. – М.: Наука, 1985, §229‑234.

2. Савельев И.В. Курс общей физики. 1978, т.2, § 15-17, 69-71, 99, 104, 105.

3. Філіпенко Ю.В. Фізика. Курс лекцій. - Частина 1 СВМІ ім П.С. Нахімова, 2003 р, Глава 15.


Лабораторная работа № 13

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЛИНЫ СВЕТОВОЙ ВОЛНЫ С ПОМОЩЬЮ ДИФРАКЦИОННОЙ РЕШЕТКИ

 

Цель работы:Определить длину световой волны.

 

1. Краткие сведения из теории

Явление дифракции заключается в отклонении световых лучей от прямолинейного распространения. Впервые систематично дифракцию света изучал Гюйгенс еще в 17 веке. Качественно картину дифракции хорошо описывает принцип Гюйгенса. Согласно этому принципу каждая точка волнового фронта служит источником вторичных сферических волн. Это объясняет, почему свет может попасть в область геометрической тени. Однако, в принципе Гюйгенса ничего не сказано относительно амплитуды вторичных волн и как она зависит от направления распространения. Френель предложил считать вторичные волны еще и когерентными и дополнил принцип Гюйгенса количественными параметрами. Так как вторичные волны когерентны, то дифракция света сопровождается явлением интерференции. Обобщенный принцип Гюйгенса‑Френеля дает возможность полностью описать дифракционные картины.

Дифракция света наблюдается при прохождении световых волн через малые отверстия или огибания препятствий соизмеримых (сравнимых) с длиной волны λ света.

В данной работе явление дифракции света будем наблюдать с помощью дифракционных решеток, которые бывают прозрачными и отражательными. Прозрачная решетка представляет собой стеклянную пластину, на которой через определенные интервалы нанесены параллельные штрихи, являющиеся непрозрачными промежутками, ширину которых обозначим буквой b. Между непрозрачными участками находятся участки стекла с ненарушенной поверхностью, которые называются щелями. Обозначим ширину щели через a. Сумма расстояний прозрачной и непрозрачной части решетки называется периодом решетки и обозначается буквой d. Таким образом,

 

. (13.1)

Обратная величина периода дифракционной решетки обозначается N и является количеством штрихов на единицу длины т.е.

. (13.2)

Дифракционные решетки, в которых условия прохождения света периодически изменяются только в одном направлении, перпендикулярном каждой щели, называются одномерными. Решетки, применяемые в учебных лабораториях, являются копиями гравированных решеток (реплики) и изготовляются из специальной пластмассы.

Пусть плоская монохроматическая волна падает нормально к плоскости решетки (рис. 13.1).

 

Рис. 13.1

Так как щели находятся друг от друга на одинаковых расстояниях, то разность хода лучей δ, идущих от двух соседних точек, находящихся на расстоянии d, будут одинаковыми в пределах всей дифракционной решетки:

(13.3)

Очевидно, что в тех направлениях, в которых ни одна из щелей не распространяет свет, он не будет распространяться и для многих щелей, т.е. прежние (главные) минимумы интенсивности будут определяться, как и для одной щели:

. (13.4)

Кроме того, вследствие взаимной интерференции световых лучей, посылаемых двумя щелями, в некоторых направлениях они будут гасить друг друга, т.е. возникнут дополнительные минимумы. Эти дополнительные минимумы будут наблюдаться, если на разность хода δ будет укладываться нечетное число длин полуволн, т.е.

.

С учетом (13.3) условие дополнительных минимумов будет:

. (13.5)

Наоборот, действие одной щели будет усиливать действие другой, если

.

С учетом (13.3) условие главных максимумов запишется:

 
 

. (13.6)

Рис. 13.2

Точная теория решетки учитывает как интерференцию волн, приходящих от разных щелей, так и интерференцию волн, приходящих из разных участков одной щели. Зависимость интенсивности света I от угла φ в дифракционной картине представлена на рис 13.2.

Пунктирная кривая, проходящая через вершины главных максимумов, изображает интенсивность от одной щели, умноженную на N², где N – число щелей. При взятом на рисунке отношении периода решетки к ширине щели ( ) главные максимумы 3-го, 6-го и т.д. порядков приходятся на минимумы интенсивности от одной щели, вследствие чего эти максимумы пропадают.

Как следует из формулы (13.6), углы φ, при которых наблюдаются световые максимумы, зависят от длин волны λ. Дифракционная решетка представляет собой, таким образом, спектральный прибор. Если на дифракционную решетку падает свет сложного спектрального состава, то после решетки образуется спектр, причем фиолетовые лучи отклоняются решеткой меньше, чем красные. Входящая в формулу (13.6) величина m называется порядком спектра. При m=0 максимумы интенсивности для всех длин волн располагаются под углом φ=0 и накладываются друг на друга, поэтому при освещении белым светом (от лампы накаливания) нулевой максимум, в отличии от других, оказывается неокрашенным (белым).

Спектры первого, второго и т.д. порядков располагаются симметрично по обе стороны от нулевого, следовательно, m=0, ±1, ±2, ±3,…

Углы φ, соответствующие дифракционным максимумам, определяются с помощью оптического гониометра.

 

Доверь свою работу ✍️ кандидату наук!
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой



Поиск по сайту:







©2015-2020 mykonspekts.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.