Категории: ДомЗдоровьеЗоологияИнформатикаИскусствоИскусствоКомпьютерыКулинарияМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОбразованиеПедагогикаПитомцыПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРазноеРелигияСоциологияСпортСтатистикаТранспортФизикаФилософияФинансыХимияХоббиЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Построение изображения в собирающей линзеИзображение предмета в линзах строят с помощью 3-х лучей: 1. Луч, идущий через главный фокус F, после преломления в линзе идет параллельно главной оптической оси. 2. Луч, идущий параллельно главной оптической оси, после преломления в линзе идет через главный фокус F. 3. Луч, идущий через оптический центр линзы, не преломляется. Для построения изображения достаточно двух лучей из перечисленных трех. Изображения бывают: 1. действительные и мнимые; 2. увеличенные и уменьшенные; 3. прямые и перевернутые. Вид изображения зависит от места расположения изображаемого предмета перед линзой. а) Если предмет находится между главным F и двойным 2F фокусом (Рис. 3), его изображение является действительным, увеличенным, перевернутым. Такой вид изображения используется в увеличителях, проекторах.
б) Если предмет расположен за двойным фокусом 2F, то его изображение действительное, уменьшенное, перевернутое (рис. 4)
Используется в фотоаппаратах, видеокамерах, кинокамерах.
в) Если предмет поместить между фокусом и линзой (рис. 5), (как в лупе), то изображение получается увеличенное, перевернутое, мнимое (рис.5).
Ход лучей в микроскопе
Микроскоп состоит из объектива Об, перед которым помещается рассматриваемый объект , и окуляра сквозь который рассматривается увеличенное изображение объекта.
Объектив располагают так, чтобы предмет находился между его фокусом и двойным фокусом, а изображение - между окуляром и фокусом (окуляр должен «действовать» как лупа). Изображение в микроскопе, создаваемое окуляром, получается увеличенным, перевернутым и мнимым. Увеличением микроскопа называется отношение линейных размеров изображения к линейным размерам предмета. Увеличение обозначается буквой W: или где увеличение объектива и окуляра; – размер предмета; – размеры изображения в окуляре. Максимальное увеличение микроскопа не превышает 3000 раз. Числовая апертура объектива микроскопа. Числовой апертурой в пространстве предметов А называют произведение показателя преломления среды, в которой находится объект, на синус апертурного угла. . Как правило, среда, в которой находится объект – воздух с , поэтому . Апертурным углом называется половина угла при вершине конуса лучей, который выходит из осевой точки объекта и опирается на края апертурной диафрагмы (Рис.7).
Числовая апертура может быть определена с помощью диафрагмы 2 и масштабной линейки . Для этого через тубус микроскопа (без окуляра) рассматривают изображение шкалы линейки на фоне светлого отверстия объектива и отсчитывают видимое количество делений α. Зная расстояние h от линейки до диафрагмы, расположенной в предметной плоскости микроскопа, определяют . С помощью последней формулы можно перейти к . ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ
Приборы: микроскоп, дифракционная решетка, миллиметровая линейка. Внешний вид установки представлен на Рис.8.
В качестве увеличиваемого объекта используются черно-белые полосы дифракционной решетки (Рис. 9), помещенной на предметный столик 9 перед объективом 5. Ширина каждой черно-белой полосы (а+b)=0,01 мм, где а – ширина белой, b – ширина черной полосы. Если n – число черно-белых полос, то n(a+b) – их истинная ширина. Увеличенное микроскопом изображение полос измеряется линейкой 12. Для совмещения линейки с изображением полос линейку перемещают вдоль планки 13.
ПОРЯДОК РАБОТЫ 1. Устанавливают осветительное зеркальце 8микроскопа так, чтобы поле зрения было хорошо освещено. Наблюдают дифракционную решетку 10, глядя в полупрозрачное отверстие 11на зеркале насадки. 2. Поворачивают насадку так, чтобы в зеркале была видна измерительная линейка, и наблюдают изображение линейки, наложенное на изображение дифракционной решетки. 3. Необходимо установить дифракционную решетку и линейку, так чтобы штрихи решетки были перпендикулярны линейке. Для этого поворачивают предметный столик 9 микроскопа или саму насадку и передвигают линейку вдоль планки 13. 4. Считают, сколько делений Nс ценой делениялинейки занимает заданное число пар n черных и белых полос дифракционной решетки. Вычисляют увеличение микроскопа по формуле: 5. Установить на предметный столик диафрагму, настроить микроскоп на ней, а затем вытащить окуляр из тубуса, и расположить линейку под диафрагмой. Определить величины для рабочей формулы и подставить их в неё. Оформить результаты соответствующим образом. 6. Сделать вывод.
ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ Относительную ошибку определяют по формуле:, , где цена деления линейки и - число делений линейки, - число черно-белых полос, - ширина черно-белой полосы. Абсолютная ошибка: , где - среднее значение увеличения, равное Экспериментальное значение:
Лабораторная работа № 8 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОСТОЯННОЙ ПЛАНКА, РАБОТЫ ВЫХОДА ЭЛЕКТРОНОВ И КРАСНОЙ ГРАНИЦЫ ФОТОЭФФЕКТА
Вопросы для подготовки 1. Внешний фотоэффект. 2. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта. 3. Работа выхода электронов 4. Красная граница фотоэффекта. 5. Задерживающий потенциал.
Приборы и оборудование Сурьмяно-цезиевый фотоэлемент типа СЦВ-3, три светодиода, излучающие волны с длиной 625 нм, 525 нм и 465 нм, соответственно, источник постоянного напряжения от +14 до -14 В.
Теоретическая часть Эйнштейн предложил рассматривать свет, взаимодействующий с электронами вещества при фотоэффекте, не как волну, а как поток «корпускул» или «квантов». Энергия каждого кванта определяется соотношением , где - частота света, - постоянная Планка. Это соотношение было впервые введено Планком для объяснения спектров испускания нагретых тел. В результате освещения металла светом при определенных условиях наблюдается фотоэлектронная эмиссия или внешний фотоэффект. Фотоэлектроны, покидающие металл, обладают широким набором скоростей. Скорость фотоэлектронов при заданной зависит от того, с какого энергетического уровня металла он был «вырван» квантом света. Максимальное значение скорости определяется из уравнения Эйнштейна где - масса покоя электрона, - работа выхода зависящая от химической природы вещества и состояния его поверхности. Частота , для которой энергия падающего кванта света равна работе выхода , называется красной границей фотоэффекта: , , . В работе используется сурьмяно-цезиевый фотоэлемент типа СЦВ-3, СЦВ-4. На фотоэлемент падает свет, излучаемый светодиодом с определённой длиной волны (Рис. 1а). Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов связана с величиной задерживающего потенциала. Поэтому уравнение Эйнштейна можно представить в виде где – величина задерживающего потенциала при частоте падающего излучения . Значение постоянной Планка можно найти, используя излучение разных частот. Излучение светодиода, используемого в экспериментальной установке (Рис. 1а), лежит в узкой области длин волн. Поэтому в экспериментальной установке предусмотрено переключение между разными светодиодами и, следовательно, разными частотами. Для двух частот уравнение для фотоэффекта можно переписать в виде , , где - задерживающий потенциал для частоты . Из данных уравнений следует, что .
ХОД РАБОТЫ.
1. Определить значения задерживающих потенциалов для излучений, для пары светодиодов. Последовательность операций следующая: движком реостата (потенциометра) установить напряжение между анодом и катодом, равное нулю. Поместить один из светофильтров между фотоэлементом и лампой накаливания. Включить лампу накаливания. Путем перемещения движка реостата (подачи отрицательного напряжения между анодом и катодом) добиться, чтобы фототок, возникший при освещении фотоэлемента, стал равным нулю. По вольтметру определить задерживающий потенциал. Измерение задерживающего потенциала для каждого из светодиода провести десять раза. Результаты измерений занести в соотвествующую таблицу. 2. Рассчитать постоянную Планка по формуле для каждой пары экспериментальных значений . Результаты расчета занести в таблицу. 3. Определить работу выхода электрона из фотокатода. Использовать для этих целей среднее значение hср., рассчитанное выше: , 4. Рассчитать максимальную длину волны излучения, падающую на фотокатод, при которой фототок прекращается. В расчете использовать полученные выше значения hср. и А: 5. Лабораторная работа № 9 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-07-23 lectmania.ru. Все права принадлежат авторам данных материалов. В случае нарушения авторского права напишите нам сюда... |