Лабораторные работы по физике. 11 класс.

Дата _____________ ФИ__________________________________________________ 11 «_____» класс

Лабораторная работа № 2 по теме:

«Изучение явления электромагнитной индукции».

Цель работы: изучить явление электромагнитной индукции, проверить правило Ленца.

Приборы и материалы: миллиамперметр, катушка-моток, магнит дугообразный или полосовой, батарея (4,5 В), катушка с железным сердечником от разборного электромагнита, реостат, ключ, соединительные провода.

Порядок выполнения работы

1. Подключите катушку-моток к зажимам миллиамперметра.

2. Наблюдая за показаниями миллиамперметра, подводите один из полюсов магнита к катушке, потом несколько секунд остановите магнит, а затем вновь приближайте его к катушке, вдвигая в нее.

3. Запишите, возникал ли в катушке индукционный ток, если возникал то какой:

а) во время введения (N) полюса магнита в катушку? ____________________

б) во время его остановки? ______________________

в) во время удаления магнита из катушки (скорость движения магнита должны быть одинаковыми)? _____________________________

1. Запишите, возникал ли в катушке индукционный ток, если возникал то какой:

а) во время введения (S) полюса магнита в катушку? ____________________

б) во время его остановки? ______________________

в) во время удаления магнита из катушки (скорость движения магнита должны быть одинаковыми)? _____________________________

1. Запишите, менялся ли магнитный поток Ф, пронизывающий катушку:

а) во время введения (N и S) полюса магнита в катушку? ______________________

б) во время остановки? ____________________________

в) во время удаления магнита из катушки? _______________________________

1. Сформулируйте, при каком условии в катушке возникал индукционный ток. _______

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

1. Зарисуйте схему опыта.

1. Почему при приближении магнита к катушке магнитный поток, пронизывающий эту катушку, менялся? ________________________________________________________

2. Проверьте, одинаковым или различным будет направление индукционного тока в катушке при приближении к ней магнита и при удалении от неё того же полюса магнита? ( о направлении тока в катушке можно судить по тому, в какую сторону от нулевого деления отклоняется стрелка миллиамперметра).

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

1. Объясните различие в направлении индукционного тока с точки зрения правила Ленца._______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

1. Соберите установку для опыта.

2. На катушку с сердечником наденьте катушку-моток (катушка 1), к которой подключен миллиамперметр.

3. Проверьте, возникает ли в катушке – мотке 1 индукционный ток в следующих случаях:

а) при замыкании и размыкании цепи, в которую включена катушка 2?_________

б) при протекании через катушку 2 постоянного тока? _____________________

в) при увеличении и уменьшении силы тока, протекающего через катушку 2, путем перемещения в соответствующую сторону движка реостата? _________________

Сделайте вывод о проделанной работе.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ОЦЕНКА _______

Дополнительное задание.

1. В чем заключатся явление электромагнитной индукции?

3. Запишите формулу модуля магнитной индукции.

4. Напишите размерность:

[ В ] = [ ]; [ I ] = [ ]; [ l ] = [ ]; [ F ] = [ ], Ф = [ ]

7. Кто открыл явление электромагнитной индукции ?

8. Определите направление индукционного тока, возникающего в катушке при введении в нее магнита.

S N

9. Определить направление действия силы Ампера

11 класс Суздальцева Н.В. Л/Р № 2

Дата _____________ ФИ__________________________________________________ 11 «_____» класс

Лабораторная работа № 3 по теме:

«Определение ускорение свободного падения при помощи математического маятника».

Цель работы: измерить ускорение свободного падения с помощью математического маятника и оценить точность полученного результата.

Приборы и материалы: шарик с отверстием, длинная нить, штатив с муфтой и кольцом, секундомер, измерительная лента.

Подготовка к проведению работы

Для измерения ускорения свободного падения применяются разнообразные гравиметры, в частности маятниковые приборы. С их помощью удается измерить ускорение свободного падения с абсолютной погрешностью порядка 10^-5 м/с².

В работе используется простейший маятник – шарик на нити. При малых размерах шарика по сравнению с длиной нити и небольших отклонениях от положения равновесия период колебаний равен периоду колебаний математического маятника .

Для увеличения точности измерения периода нужно измерить время t достаточно большого числа N полных колебаний маятника. Тогда период , и ускорение свободного падения может быть вычислено по формуле .

Вывод формулы: ; .

Проведение эксперимента

1. Установите на краю стола штатив. Подвесьте к штативу шарик на нити. Шарик должен висеть на расстоянии 1 - 2 см от пола.

2. Измерьте лентой длину маятника (длина маятника должна быть не менее 50 см).

l=________________

1. Отклоните маятник от положения равновесия на 5 - 8 см и отпустите его.

2. Измерьте время 50 полных колебаний маятника (N = 50).

t₁= _______________

1. Повторите измерения времени еще четыре раза (длина маятника и число колебаний во всех опытах одинаковое)

t₂ = ________, t₃ = _________, t₄ = _________, t₅ = ________.

1. Вычислите среднее значение времени колебаний по формуле:

_________________________________________________________________________________________________________________

1. Вычислите среднюю абсолютную погрешность измерения времени по формуле:

_______________________________________________________________________________________________________________

1. Вычислите среднее значение ускорения свободного падения по формуле:

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________

1. Результаты измерений и вычислений занести в таблицу с учетом погрешности.

Таблица

1. Вычислите относительную погрешность измерения g по формуле:

_____________________________________________________________________________________________

1. Вычислите абсолютную погрешность измерения g по формуле:

= _________________________________________________________

1. Другой способ расчета:

Δg_ср = |g_ср - g_табл|= |g_ср – 9,8 м/с²| = ____________________________________

=

_____________________________________________________________________________________________

Сделайте вывод о проделанной работе.

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ОЦЕНКА ________

11 класс Суздальцева Н.В. Л/Р № 3

4

Дата _____________ ФИ_______________________________________________ 11 «_____» класс

Лабораторная работа № 8 по теме:

«Наблюдение сплошного и линейчатых спектров».

Цель работы: наблюдение сплошного спектра излучения электрической лампы и линейчатых спектров излучения ионизированных газов..

Оборудование: спектроскоп двухтрубный, спектральные трубки с водородом, неоном, гелием и т.д., прибор для зажигания спектральных трубок, лампа накаливания на подставке, люминесцентна лампа, источник питания, ключ, реостат, соединительные провода, цветные карандаши, (эти приборы являются общими для всего класса).

Теоретическое обоснование.

• Дисперсия света – зависимость абсолютного показателя преломления света от частоты колебаний (или длины волны). Вследствие дисперсии света узкий пучок белого света, проходя сквозь призму из стекла или другого прозрачного вещества, разлагается в дисперсионный спектр, образуя радужную полоску.

• Спектр испускания (или поглощения) — это набор волн определенных частот, которые излучает (или поглощает) атом данного вещества.

Типы спектров.

• Спектр испускания – совокупность частот (или длин волн), которые содержатся в излучении какого-либо вещества. Они бывают трех видов.

• Сплошной – это спектр, содержащий все длины волн определенного диапазона от красного с λ_к = 7,6·10^-7 м до фиолетового с λ_ф = 4·10^-7 м . Сплошной спектр излучают нагретые твердые и жидкие вещества, газы, нагретые под большим давлением.

• Линейчатый – это спектр, испускаемый газами, парами малой плотности в атомарном состоянии. Состоит из отдельных линий разного или одного цвета, имеющих разные расположения. Каждый атом излучает набор электромагнитных волн определенных частот. Поэтому каждый химический элемент имеет свой спектр.

• Полосатый – это спектр, который испускается газом в молекулярном состоянии.

Линейчатые и полосатые спектры можно получить путем нагрева вещества или пропускания электрического тока.

• Спектр поглощения – это совокупность частот, поглощаемых данным веществом.

Спектры поглощения получают, пропуская свет от источника, дающего сплошной спектр, через вещество, атомы которого находятся в невозбужденном состоянии.

Согласно закону Кирхгофа вещество поглощает те линии спектра, которые и испускает, являясь источником света.

• Исследование спектров испускания и поглощения позволяет установить качественный состав вещества. Количественное содержание элемента в соединении определяется путем измерения яркости спектральных линий. Метод определения качественного и количественного состава вещества по его спектру называется спектральным анализом.

• Спектроскоп. Для наблюдения спектров пользуются спектроскопом. Наиболее распространенный призматический спект­роскоп состоит из двух труб, между которыми помещают трех­гранную призму. В трубе , называемой коллима­тором, имеется узкая щель, ширину которой можно регулиро­вать поворотом винта. Перед щелью помещается источник света, спектр которого необходимо исследовать. Щель располагается в фокальной плоскости линзы коллиматора, и поэтому световые лучи из коллиматора выходят в виде параллельного пучка. Пройдя через призму, световые лучи направляются в трубу , через которую наблюдают спектр.

ОПЫТ № 1 (лампа накаливания)

1. Укрепите спектроскоп в штативе таким образом, чтобы щель его коллиматора была расположена вертикально.

2. Перед щелью на расстоянии нескольких сантиметров установите электрическую лампочку на подставке так, чтобы ее нить накаливания была на высоте щели.

3. Подключите лампу через реостат к источнику тока.

4. Включите лампу и при полном накале наблюдайте сплошной спектр излучения нити.

5. Зарисуйте цветными карандашами картину спектра, наблюдаемого вами.

ОПЫТ № 2 (люминесцентная лампа)

1. Направьте коллиматор спектроскопа на светящуюся люминесцентную лампу.

2. Направьте коллиматор спектроскопа на светящуюся люминесцентную лампу.

3. Рассмотрите ее спектр и зарисуйте цветными карандашами картину спектра, наблюдаемого вами.

1. Опишите, чем спектр люминесцентной лампы отличается от спектра лампы накаливания.__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

ОПЫТ № 3.

1. Вставьте трубку с исследуемым газом в держатель прибора для зажигания спектральных трубок, и подключить прибор к источнику напряжения.

2. Зажгите спектральную трубку и рассмотрите в спектроскоп линейчатый спектр излучения гелия.

3. Повторите наблюдение со спектральной трубкой, наполненной другим газом, и зарисуйте его спектр излучения.

1. Сравните полученные спектры с табличными спектрами соответствующих газов и сделайте вывод.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Контрольные вопросы:

1. Какие вещества дают сплошной спектр? __________________________________

__________________________________________________________________________

1. Какие вещества дают линейчатый спектр? ________________________________

__________________________________________________________________________

1. Объясните, почему отличаются линейчатые спектры различных газов.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

1. Почему отверстие коллиматора имеет вид узкой щели? Изменится ли вид наблюдаемого спектра (а если да, то как?), если отверстие сделать, например, в форме треугольника?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Напишите вывод о проделанной работе.

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ОЦЕНКА_________

11 класс Суздальцева Н.В. Л/Р № 8

Дата _____________ ФИ__________________________________________________ 11 «_____» класс

Лабораторная работа № 9 по теме:

«Изучение треков заряженных частиц по готовым фотографиям».

Цель работы: научиться анализировать фотографии треков заряженных частиц, фотографированных в камере Вильсона, пузырьковой камере и фотоэмульсии.

Оборудование: фотографии треков заряженных частиц, полученных в камере Вильсона, пузырьковой камере и на фотоэмульсии.

Ход работы:

ВНИМАНИЕ!

1. Треки заряженных частиц в камере Вильсона представляют собой цепочки микроскопических капелек жидкости (воды или спирта), образовавшиеся вследствие конденсации пересыщенного пара этой жидкости на ионах, расположенных вдоль траектории заряженной частицы; в пузырьковой камере — цепочки микроскопических пузырьков пара перегретой жидкости, образовавшихся на ионах; в фотоэмульсии — цепочки зерен металлического серебра, образовавшихся на ионах. Треки показывают траекторию движения заряженных частиц.

2. Длина трека зависит от начальной энергии заряженной частицы и плотности окружающей среды: она тем больше, чем больше энергия частицы и чем меньше плотность среды.

3. Толщина трека зависит от заряда и скорости частицы: она тем больше, чем больше заряд частицы и чем меньше ее скорость.

4. При движении заряженной частицы в магнитном поле трек ее получается искривленным. Радиус кривизны зависит от массы, заряда, скорости частицы и модуля индукции магнитного поля: он тем больше, чем больше масса и скорость частицы и чем меньше ее заряд и модуль индукции магнитного поля.

5. По изменению радиуса кривизны трека можно определить направление движения частицы и изменение ее скорости: в начале движения скорость больше там, где больше радиус кривизны трека.

Рис 1 Рис 2 Рис 3

Задание 1. На двух из трёх представленных вам фотографий изображены треки частиц, движущихся в магнитном поле.

Укажите, на каких. ___________________________

Ответ обоснуйте. _____________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Задание 2. Рассмотрите фотографию треков α-частиц, двигавшихся в камере Вильсона (Рис. 1) и ответьте на следующие вопросы:

1. В каком направлении двигались α-частицы? (слева направо или наоборот).

_______________________________________

Ответ обоснуйте. _____________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

б) Длина треков α-частиц примерно одинакова. О чём это говорит?

____________________________________________________________________________

в) Как менялась толщина трека по мере движения частиц? Что из этого следует?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

г) Почему некоторые a-частицы оставляют треки только в конце своего пробега? ____________________________________________________________________________

Задание 3. На рисунке 2 дана фотография треков α-частиц в камере Вильсона, находившейся в магнитном поле. Определите по этой фотографии:

а) Почему менялись радиус кривизны и толщина треков по мере движения α-частиц?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

б) В какую сторону двигались частицы? _______________________________________

Задание 4. На рисунке 3 дана фотография трека электрона в пузырьковой камере, находившейся в магнитном поле. Определите по этой фотографии:

а) Почему трек электрона имеет форму спирали?

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

б) В каком направлении двигался электрон? (по часовой стрелке или против движения часовой стрелки). __________________________________________________________

Ответ обоснуйте. ___________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

в) Что могло послужить причиной того, что трек электрона на рисунке 3 гораздо длиннее треков α-частиц на рисунке 2?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Задание 5. Проанализируйте четвертую фотографию, на которой изображены треки ядер атомов магния, кальция и железа в фотоэмульсии и ответьте на вопросы:

1) Почему треки ядер атомов имеют разную толщину?

______________________________________________________________

______________________________________________________________

2) Какой трек принадлежит атому магния, кальция и железа?

______________________________________________________________

3) Какой вывод можно сделать из сравнения толщины треков ядер атомов различных элементов? ______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

4) Чем отличаются треки частиц, полученные в фотоэмульсии, от треков частиц в камере Вильсона и пузырьковой камере?_______________________________________________

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ОЦЕНКА ____

Работа 3. 1. Не одинаковы заряды ядер. 2. Левый трек принадлежит ядру атома магния, средний – ядру калия, правый – ядру железа. 3. Толщина трека тем больше, чем больше заряд ядра атома. 4. Треки частиц в фотоэмульсии короче и толще и имеют неровные края.

11 класс Суздальцева Н.В. Л/Р № 9

Дата _____________ ФИ_________________________________________________ 11 «_____» класс

Лабораторная работа № 4 по теме:

«Измерение показателя преломления стекла».

Цель работы: измерение показателя преломления стеклянной пластин, имеющей форму трапеции.

Приборы и материалы: стеклянная пластина, имеющая форму трапеции, источник тока, ключ, лампочка, соединительные провода, металлический экран с щелью, транспортир (для дополнительного задания), циркуль.

Проведение эксперимента

1. Подключите лампочку через выключатель к источнику тока. С помощью экрана с щелью получите тонкий световой пучок.

2. Расположите пластину так, чтобы световой пучок падал на нее в точке В под некоторым острым углом.

   В

3. Вдоль падающего на пластину и вышедшего из нее светового пучка тонко очищенным карандашом поставьте точки 1, 2, 3 и 4.

4. Выключите лампочку и снимите пластину, очертив ее контур.

5. С помощью линейки прочертите входящий, выходящий, преломленный лучи .

6. Через точку В границы раздела сред воздух – стекло проводите перпендикуляр к границе, отметьте углы падения α и преломления β.

7. С помощью циркуля проведите окружность с центром в точке В и отметьте точки пересечения окружности с падающим и отраженным лучами (соответственно точки А и С).

8. Постройте прямоугольные треугольники АВЕ и CBD.

9. Вспомним:

По нашему рисунку и АВ = ВС. Значит формула для определения показателя преломления стекла примет вид:

1. Измерьте с помощью линейки отрезки АЕ и CD.

2. Определите показатель преломления стекла по формуле:

______________________________________________

1. Повторите измерения и вычисления при другом угле падения.

______________________________________________

1. Заполните таблицу:

   № О П Ы Т А	Отрезки		Показатель преломления стекла	Относительная погрешность измерения показателя преломления , %	Абсолютная погрешность измерения показателя преломления	Результат
   	АЕ, мм	DC, мм
   1
   2

2. Вычислите относительную погрешность измерения показателя преломления по формулам: , ,

где ΔАЕ = ΔDC = 0, 0015мм

_______________________________________________________________

_______________________________________________________________

1. Вычислите абсолютную погрешность измерения n по формулам:

____________________________________________________

____________________________________________________

1. Запишите результат в виде: ,

2. Сравните полученные результаты показателя преломления стекла с табличным.

11 класс Суздальцева Н.В. Л/Р № 4

Дата _____________ ФИ_________________________________________________ 11 «_____» класс

Лабораторная работа № 5 по теме:

«Определение оптической силы и фокусного расстояния собирающей линзы».

Цель работы: определить фокусное расстояние и оптическую силу собирающей линзы.

Приборы и материалы: линейка, два прямоугольных треугольника, длиннофокусная собирающая линза, экран, электрическая лампочка на подставке с колпачком, батарея (4,5 В), ключ, соединительные провода, экран, направляющая рейка.

Теоретическая часть

Уравнение линзы имеет вид:

1/d + 1/f = D, или 1/d + 1/f = 1/F,

где D – оптическая сила линзы,

F – её фокусное расстояние,

d – расстояние от предмета до оптического центра линзы,

f – расстояние от изображения до оптического центра.

Это уравнение позволяет рассчитать расстояние от источника до изображения, если известны фокусное расстояние линзы и расстояние от предмета до линзы.

Проведение эксперимента

1. Соберите электрическую цепь, подключив лампочку к источнику тока через выключатель.

2. Поставьте лампочку на один край стола, а экран – у другого края. Между ними поместите собирающую линзу.

3. Включите лампочку и передвигайте линзу вдоль рейки, пока на экране не будет получено резкое, уменьшенное изображение спирали.

4. Измерьте расстояние от источника до линзы в метрах:

d = ___________________

1. Измерьте расстояние от линзы до изображения в метрах:

f ₁= ___________________

1. При неизменном d повторите опыт еще 2 раза, сдвигая экран и затем, перемещая его, снова получите резкое, уменьшенное изображение спирали:

f ₂= ___________________ , f ₃= ___________________

1. Вычислите среднее значение расстояния от изображения до линзы по формуле:

___________________________________________________________________________________________________________________

1. Вычислите оптическую силу линзы по формуле:

___________________________________________________________________________________________________________________

1. Вычислите фокусное расстояние линзы по формуле:

___________________________________________________

1. Результаты вычислений и измерений занесите в таблицу:

1. Измерьте толщину линзы в метрах:

h = ________________________________

1. Вычислите абсолютную погрешность измерения оптической силы линзы по формуле:

________________________________________________________________________________________________________________

1. Запишите результат в виде: D = D_cp ± ΔD

_________________________________

Вывод: ___________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ОЦЕНКА_________

11 класс Суздальцева Н.В. Л/Р № 5

Дата ________ ФИ___________________________________ 11 «_____» класс

Лабораторная работа № 6 по теме:

«Измерение длины световой волны».

Цель работы: измерить длину световой волны с помощью дифракционной решетки.

Приборы и материалы: дифракционная решетка с периодом штатив, линейка с держателем для решетки и черным экраном с щелью посередине, который может перемещаться вдоль линейки, источник света.

Проведение эксперимента

1. Включите источник света.

2. Внимательно изучите дифракционную ре­шетку. Запишите численное значение постоянной решетки d.

3. Соберите измерительную установку, установите экран на расстоянии 200 - 500 мм от решетки (а).

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

2. Теория:

1. Вычислите длину волны красного цвета в спектре 1-го порядка справа и слева от щели в экране (b - расстояние а от середины щели до цветной полосы, k = 1).

__________________________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________

1. Вычислите среднее значение длины красного цвета:

__________________________________________________________________________________

1. Вычислите длину волны фиолетового цвета в спектре 1-го порядка справа и слева от щели в экране.

__________________________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________

1. Вычислите среднее значение длины красного цвета:

________________________________________________________________________

1. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу:

   Цвет в спектре	Расположение спектра	Период решетки d, мм	Порядок спектра k	Расстояние от решетки до экрана а, мм	Расстояние от щели до выбранной линии спектра b, мм	Длина волны λ, м	λср, м
   Красный	Слева от щели		1
   	Справа от щели
   Фиолетовый	Слева от щели		1
   	Справа от щели

2. Сравните длины волн с табличными значениями и сделайте вывод к работе.

Красный (7,6-6,2)10^-7м ; Оранжевый (6,2-5,9)10^-7м; Желтый (5,9-5,6)10^-7 м ; Зеленый (5,6-5)10^-7м; Голубой (5-4,8)10^-7м; Синий (4,8-4,5)10^-7м; Фиолетовый (4,5-3,8)10^-7м

ВЫВОД: __________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________________________________________________________ОЦЕНКА______

11 класс Суздальцева Н.В. Л/Р № 6

Дата ________ ФИ___________________________________ 11 «_____» класс

Лабораторная работа № 7 по теме:

«Наблюдение интерференции и дифракции света».

Цель работы: экспериментально изучить явление интерференции и дифракции.

Приборы и материалы: две стеклянные пластинки, стеклянная трубка, стакан с раствором мыла, кольцо проволочное с ручкой диаметром 30 мм, компакт-диск, тоненькая трубочка.

Теоретическая часть

Интерференция – явление характерное для волн любой природы: механических, электромагнитных. Интерференция волн – сложение в пространстве двух (или нескольких) волн, при котором в разных его точках получается усиление или ослабление результирующей волны. Обычно интерференция наблюдается при наложении волн, испущенных одним и тем же источником света, пришедших в данную точку разными путями. Для образования устойчивой интерференционной картины необходимы когерентные (согласованные) источники волн. Когерентными называются волны, имеющие одинаковую частоту и постоянную разность фаз. Интерференционная картина – регулярное чередование областей повышенной и пониженной интенсивности света. Интерференция света – пространственное перераспределение энергии светового излучения при наложении двух или нескольких световых волн.

Дифракция – явление отклонения волны от прямолинейного распространения при прохождении через малые отверстия и огибании волной малых препятствий. Условие проявления дифракции: размеры препятствий (отверстий) должны быть меньше или соизмеримы с длиной волны. Дифракционная решетка – оптический прибор, представляющий собой периодическую структуру из большого числа регулярно расположенных элементов, на которых происходит дифракция света. Штрихи с определенным и постоянным для данной дифракционной решетки профилем повторяются через одинаковый промежуток d (период решетки). Способность дифракционной решетки раскладывать падающий на нее пучёк света по длинам волн является ее основным свойством. В современных приборах применяют в основном отражательные ДР.

Проведение эксперимента

ОПЫТ № 1.

1. Окуните проволочную рамку в мыльный раствор и внимательно рассмотрите образовавшуюся мыльную пленку.

2. Расположите её вертикально. Наблюдаем светлые и тёмные горизонтальные полосы, изменяющиеся по ширине по мере изменения толщины плёнки

Объяснение. Появление светлых и темных полос объясняется интерференцией световых волн, отраженных от поверхности пленки. треугольник d = 2h. Разность хода световых волн равна удвоенной толщине плёнки. При вертикальном расположении пленка имеет клинообразную форму. Разность хода световых волн в верхней её части будет меньше, чем в нижней. В тех местах пленки, где разность хода равна четному числу полуволн, наблюдаются светлые полосы. А при нечетном числе полуволн – темные полосы. Горизонтальное расположение полос объясняется горизонтальным расположением линий равной толщины пленки.

1.  Освещаем мыльную пленку белым светом (от окна или лампы). Наблюдаем окрашенность светлых полос в спектральные цвета: вверху – синий, внизу – красный.

Объяснение. Такое окрашивание объясняется зависимостью положения светлых полос о длины волн падающего цвета.

1. Наблюдаем также, что полосы, расширяясь и сохраняя свою форму, перемещаются вниз.

  Объяснение. Это объясняется уменьшением толщины пленки, так как мыльный раствор стекает вниз под действием силы тяжести.

ОПЫТ № 2.

С помощью стеклянной трубки выдуйте мыльный пузырь и внимательно рассмотрите его. При освещении его белым светом наблюдайте образование цветных интерференционных колец, окрашенных в спектральные цвета. Верхний край каждого светлого кольца имеет синий цвет, нижний – красный. По мере уменьшения толщины пленки кольца, также расширяясь, медленно перемещаются вниз. Их кольцеобразную форму объясняют кольцеобразной формой линий равной толщины.

ОПЫТ № 3.

1. Тщательно протрите стеклянные пластинки, сложите их вместе и сожмите пальцами. Из-за неидеальности формы соприкасающихся поверхностей между пластинками образуются тончайшие воздушные пустоты. При отражении света от поверхностей пластин, образующих зазор, возникают яркие радужные полосы – кольцеобразные или неправильной формы. При изменении силы, сжимающей пластинки, изменяются расположение и форма полос. 

2.    Объяснение: Поверхности пластинок не могут быть совершенно ровными, поэтому соприкасаются они только в нескольких местах. Вокруг этих мест образуются тончайшие воздушные клинья различной формы, дающие картину интерференции.

3. Зарисуйте увиденные вами картинки.

ОПЫТ № 4.

Рассмотрите внимательно под разными углами поверхность компакт-диска (на которую производится запись).

Объяснение: Яркость дифракционных спектров зависит от частоты нанесенных на диск бороздок и от величины угла падения лучей. Почти параллельные лучи, падающие от нити лампы, отражаются от соседних выпуклостей между бороздками. Лучи, отраженные под углом равным углу падения, образуют изображение нити лампы в виде белой линии. Лучи, отраженные под иными углами имеют некоторую разность хода, вследствие чего происходит сложение волн.

Поверхность компакт-диска представляет собой спиральную дорожку с шагом соизмеримым с длиной волны видимого света. На мелкоструктурной поверхности проявляются дифракционные и интерференционные явления. Блики компакт- дисков имеют радужную окраску.

Ответьте на вопросы:

1. Что такое свет? ___________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

1. Кем было доказано, что свет – это электромагнитная волна? _____________________________

2. Какова скорость света в вакууме? ________________________________

3. Кто открыл интерференцию света? __________________________________________________

4. Почему мыльные пузыри имеют радужную окраску?___________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

1. Какую форму имеют радужные полосы у мыльного пузыря? _____________________________

2. Почему окраска пузыря все время меняется? __________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

1. Почему в местах соприкосновения стеклянных пластин наблюдаются яркие радужные кольцеобразные или неправильной формы полосы?

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

1. Почему с изменением нажима на стеклянные пластины изменяются форма и расположение интерференционных полос?

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

1. Почему толстый слой нефти не имеет радужной окраски? _______________________________

_________________________________________________________________________________

ВЫВОД:______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________