4. Оптика

Все установки находятся в помещении 414.
Все работы из подраздела обычно находятся на одном лабораторном столе и выполнение двух работ из одного подраздела обсуждаются отдельно, так как это не всегда возможно.

Раздел  "Оптика" cожержит три подраздела:

  1. Геометрическая оптика.
  2. Волновая оптика.
  3. Квантовые свойства света.

4.1-04. Измерение скорости света в различных средах.

Со времен первого успешного эксперимента по измерению скорости света в воздухе лабораторным методом, проведенного Физо в 1843 году, точность определения этой величины возросла более чем на 10 порядков, что стало возможным благодаря применению самых современных методов лазерной интерферометрии. Но до сих пор предложенный еще Галилеем подход к измерению скорости света путём определения времени прохождения коротким световым импульсом известного расстояния остаётся самым простым, прямым и понятным даже юному экспериментатору. Применение современного лабораторного оборудования, в частности, твердотельного лазера, генерирующего световые импульсы с частотой 50 МГц, позволяет проводить измерения скорости света в воздухе и других прозрачных средах (вода, акрил) оперируя расстояниями в несколько метров.

Теоретический минимум: 

Лабораторная работа рекомендуется для учащихся __ классов.

Подробнее...

4.1-05. Фотометрические характеристики излучения (яркость, освещенность).

Целью данной работы является проверка первого закона фотометрии – закона обратных квадратов, сформулированного Кеплером в 1604 году. Вам предстоит исследовать зависимость освещенности поверхности фотодетектора как функцию расстояния до точечного источника света.

Теоретический минимум: 

Лабораторная работа рекомендуется для учащихся __ классов.

Подробнее...

4.2-01. Интерференция и дифракция света.

Данная работа посвящена знакомству с явлением дифракции света на примере простых объектов: одной кромке непрозрачной поверхности и двух таких кромках, образующих собой щель. Цель работы: собрать экспериментальную установку, позволяющую количественно (при помощи системы фотоэлектрической регистрации света) исследовать распределение интенсивности в дифракционной картине, исследовать данные зависимости для кромки и щели, проанализировать их и, по результатам измерений, вычислить ширину щели.

В этой работе вам предстоит познакомиться с явлением интерференции света и повторить классический эксперимент с бипризмой Френеля. Собрав несложную оптическую схему и проведя измерения размеров полос интерференционной картины и параметров установки, вы сможете определить длину волны излучения используемого вами лазера.

Теоретический минимум: 

Лабораторная работа рекомендуется для учащихся __ классов.

Подробнее...

4.2-03. Интерференция света на тонких пленках. Кольца Ньютона.

Кольцами Ньютона называют кольцеобразные интерференционные максимумы и минимумы, появляющиеся вокруг точки касания слегка изогнутой выпуклой линзы и плоскопараллельной пластины при прохождении через них света. В данной работе у вас есть возможность собрать оптическую схему, включающую уже готовую сборку плоской и сферической поверхности известного радиуса кривизны и получить изображение колец Ньютона на экране, меняя длину волны при помощи различных светофильтров. Дальнейший анализ полученного изображения позволит вам определить длину волны падающего света.

Теоретический минимум: 

Лабораторная работа рекомендуется для учащихся __ классов.

Подробнее...

4.2-04. Интерферометр Майкельсона.

В настоящей работе вы продолжите исследовать явление интерференции света, подробно познакомившись с интерферометром Майкельсона. Вам предстоит изучить принцип действия и методику настройки интерферометра, собрать и отъюстировать оптическую схему и повторить исторический опыт по измерению длины волны света.

Теоретический минимум: 

Лабораторная работа рекомендуется для учащихся __ классов.

Подробнее...

4.2-05. Поляризация света. Закон Малюса.

Явление поляризации света находит всё более широкое применение в науке и технике, от создания трехмерного изображения в кинотеатрах до самых точных оптических экспериментов. Познакомиться с тем, что такое линейная поляризация света, и проверить количественно теорию на примере закона Малюса вам позволит выполнение данной лабораторной работы.

Теоретический минимум: .

Лабораторная работа рекомендуется для учащихся ___ классов.

Подробнее...

4.2-06. Дифракция на щели и неопределенность Гейзенберга.

Целью данной лабораторной работы является проверка одного из фундаментальных правил квантовой механики — принципа неопределенности Гейзенберга. В нашем случае речь пойдет о проверке данного соотношения для координаты и импульса фотонов, испускаемых He-Ne лазером в эксперименте по количественному исследованию дифракции света на щелях различной ширины.

Теоретический минимум: .

Лабораторная работа для более углублённого изучения физики.

Подробнее...

4.3-01. Оптические спектры и спектральные приборы. Спектры различных источников света.

Данная лабораторная работа позволяет на практике познакомиться с явлением разложения видимого света при помощи простых оптических приборов: призмы и дифракционной решетки. Обсуждается природа наблюдаемого явления, изучаются различия сплошного и линейчатого спектров. Исследуются спектры наиболее распространенных источников света ( лампа накаливания, люминесцентная лампа, светодиод).

Теоретический минимум: 

Лабораторная работа рекомендуется для учащихся 9 классов.

Подробнее...

4.3-02. Спектроскопические методы исследования состава вещества. Спектр газового разряда.

В этой работе у вас есть возможность познакомиться с физическими процессами, лежащими в основе работы газоразрядных источников света. Вам предстоит освоить работу простейшего дифракционного спектрального прибора, произвести его градуировку и экспериментально исследовать спектры различных газоразрядных ламп. Анализ проведенных измерений должен позволить вам в полной мере познать природу возникновения линейчатого спектра и понять основные принципы спектрального анализа.

Теоретический минимум: 

Лабораторная работа рекомендуется для учащихся 11 классов.

Подробнее...

4.3-04. Дифракция электронов.

Вам предстоит экспериментально проверить гипотезу де Бройля, согласно которой электроны обладают не только корпускулярными, но и волновыми свойствами. Для этого, при помощи специальной электронно-лучевой трубки вы будете исследовать кольцеобразную дифракционную картину, полученную на тонком поликристаллическом слое графита, и визуализированную с помощью флуоресцентного покрытия.

Теоретический минимум: 

Лабораторная работа рекомендуется для учащихся __ классов.

Подробнее...