8 (495) 724-93-09
lab.texnika@ya.ru
Установка ФПВ05-3-4 предназначена для проведения лабораторных работ по курсу физики раздел «Оптика» для инженерно-технических специальностей высшей школы.
Установка обеспечивает возможность производить изучение параметров дифракционной решетки с использованием монохроматического излучения полупроводникового лазера.
При проведении лабораторных работ установка может использоваться как самостоятельно , так и в составе лаборатории » Оптика »
Установка предназначена для эксплуатации в закрытых, сухих, отапливаемых помещениях при температуре окружающей среды от +10 ЦЕЛ до +35 ЦЕЛ и относительной влажности воздуха до 80 %.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Оптическую скамью L=1m — 1 шт.;
Набор дифракционных решеток с количеством линий на мм. 50; 75; 300; 600;
Осветитель на полупроводниковом лазере, λ = 640 нм — 1 шт.;
Мощность лазерного излучения осветителя, мВт 5 ± 1;
Сетевой адаптер для питания осветителя — 1 шт.;
Экран с миллиметровой шкалой — 1 шт.;
Электропитание установки от сети переменного тока частотой ,Гц 50 + — 1, напряжением, В 220 (+10 %;-15 %);
Потребляемая мощность, В*А, не более 20;
Габаритные размеры, мм, не более 1000х 200 х 250;
Масса: 6 кг.;
Наработка на отказ, часов, не менее 500;
Средний срок службы: 5 лет.
КОМПЛЕКТ ПОСТАВКИ:
УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ
Принцип действия установки состоит в получении на экране дифракционной картины в проходящем свете от дифракционной решетке, освещенной монохроматическим светом полупроводникового лазера.
В состав установки входят: оптическая скамья из алюминиевого профиля с металлической линейкой для отсчета расстояний между оптическими узлами, осветитель на полупроводниковом лазере с λ = 640 нм, набор из 4-х дифракционных решеток и экран.
В состав установки входит сетевой адаптер для полупроводникового лазера, который позволяет регулировать яркость излучения лазера.
Набор дифракционных решеток крепится на держателе с возможностью установки любой из 4-х решеток в рабочее положение.
Установка работает следующим образом. Свет от лазерного осветителя попадает на дифракционную решетку и на экране, расположенном позади неё образуется дифракционная картина в виде ярких максимумов излучения. Расстояние между решеткой и экраном выбирают таким образом, чтобы на экране поместилось по 2 боковых максимума.
Дифракционная картина от монохроматического света, прошедшего через дифракционную решетку, представляет собой ряд светлых линий убывающей интенсивности, расположенных по обе стороны от центральной светлой полосы.
Состав установки:
Лазер с источником питания, бипризмы Френеля, линз, щели с изменяемой шириной, нейтрального светофильтра и экрана с миллиметровой шкалой в виде креста, устанавливаемых на оптическую скамью с помощью рейтера.
На поверхности скамьи нанесена миллиметровая шкала.
Бипризма Френеля представляет собой две призмы с малыми преломляющими углами, сложенные основаниями. Свет от щели преломляется и в бипризме делится на два перекрывающихся пучка исходящих от мнимых изображений щели, являющихся когерентными источниками. Так же за бипризмой в области пересечения пучков наблюдается интерференционная картина в виде чередующихся светлых и темных полос.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ УСТАНОВКИ:
Длина оптической скамьи, мм 1200
Высота оптической оси, над опорной плоскостью скамьи, мм 230
Цена деления линейки, мм 1
Ширина раскрытия щели, мм 0-4
Расстояние от плоскости щели до оси стойки, мм 9
Цена деления линеек скамьи и экранов, мм 1
Фокусное расстояние линзы (справ.) 35
Показателем преломления стела призмы 1,5183
Длина волны лазерного излучения, мкм 0,63
Питание осуществляется от сети переменного тока 220В 50Гц
Потребляемая мощность, ВА, 35
Габаритные размеры установки мм, 1300х300х400
Общая масса, кг, не более 17
Лазеры используются в учебных лабораторных установках по физике — «Оптика»
Лазеры необходимы для работы и проведения лабораторных работ по оптике.
а так же применяется в установках по Оптике ФПВ с лазерным осветителем для исследования дифракции , дисперсии, колец Ньютона, интерференции, поляризация, поглощение, геометрическая оптика,
ЦЕНА: 8000 рублей.
Лабораторная установка предназначена для изучения работы устройства и принципа действия ее, а так же технические
характеристики, указания по эксплуатации и другие сведения, необходимые для обеспечения полного использования ее технических и педагогических возможностей.
НАЗНАЧЕНИЕ
При проведении лабораторных работ установка может использоваться как самостоятельно, так и в составе лаборатории -оптика.
Фокусное расстояние рассеивающих линз определяют по изменению положения фокальной плоскости собирательной линзы.
Установка ФПВ 05-1-10 предназначена для проведения лабораторных работ по курсу физики раздел «Оптика» для инженерно-технических специальностей высшей школы.
Установка обеспечивает возможность построения модели зрительной трубы и определения их увеличения.
Установка предназначена для эксплуатации в закрытых, сухих, отапливаемых помещениях при температуре окружающей среды от +10 ЦЕЛ до +35 ЦЕЛ и относительной влажности воздуха до 80 %.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Установка содержит:
Напряжение, В 220 (+10 %;-15 %)
Потребляемая мощность, В*А, не более 10
Габаритные размеры, мм, не более 1000 х200 х 350
Масса, кг, не более 10
Наработка на отказ, часов, не менее 500
Средний срок службы, лет, не менее 5
курсу физики раздел «Оптика»
Эксплуатируется в закрытых, сухих, отапливаемых помещениях при температуре окружающей среды от +10 ЦЕЛ до +35 ЦЕЛ и относительной влажности воздуха до 80 %
Выполнения следующего перечня лабораторных работ:
Геометрическая оптика
Интерференция света
5. Измерение показателя преломления стеклянной пластины.
6. Изучение интерференционной схемы колец Ньютона
7. Изучение интерференции с помощью бипризмы Френеля.
Дифракция света
8. Изучение дифракции от одной щели.
9. Изучение дифракции от 2-х щелей.
10.Изучение дифракционной решетки.
Поляризация света
Дисперсия света
12. Изучение дисперсионной стеклянной призмы.
Для выполнения лабораторных работ комплект должен содержать:
— скамья оптическая 5 шт.;
— осветитель лазерный 3 шт.;
— осветитель светодиодный 2 шт.
— комплект рейтеров 20 шт.
— экран 6 шт.
— комплект щелей 4 шт.
Технические данные:
Мощность излучения лазера не менее 0,7 мВт
Перемещение луча лазера с помощью держателя не менее 1,5 град
Яркость в центре столба разряда ртутной лампы 107 кд. М²
Оптическая скамья — 5 шт;
Оптическая головка 1 шт.;
Рейтера – 22 шт.; держатель для лазера – 3 шт.;
Труба зрительная – 2 шт.;
Осветитель – 2 шт.;
Линзы в оправе – 12 шт.;
прибор для измерения фототока – 1 шт.;
фоторезисторы – 2 шт.;
светофильтры интерференционные – 4 шт.
Щель одиночная b=0,12 мм 1шт.
Щель двойная b=0,12 мм, (ширина перемычки между щелями 0,06 мм) 4 шт.
Видеокамера с USB кабелем 2шт
Осциллограф с полосой пропускания не менее 1 мГц. 1шт.
Осциллограф с входами Х и Y 1шт.
частотой , Гц 50 + — 1
напряжением, В 220 (+10 %;-15 %)
Потребляемая мощность, В*А, не более 30
Габаритные размеры, мм, не более 1000 х200 х 300
Габаритные размеры любой из собранных установок на скамье не более 1200×300×500 мм
Масса, кг, не более 80
Наработка на отказ, часов, не менее 500
Средний срок службы, лет, не менее 5
ФПВ 03
Установка позволяет определить скорость распространения звуковой волны в воздухе и твердых телах.
Установка ФПВ 03 — выполнена в настольном исполнении и состоит из волновода и резонатора, которые установлены на штативе, и измерительного устройства.
Определение скорости звуковых волн в воздухе основано на измерении длины стоящей волны, которая установлен в волноводе, путем измерения расстояния между источником звука (громкоговоритель) и приемником звука (микрофон) при измерении разности фаз сигналов.
Возможности определения скорости распространения волн в твердых телах основано на резонансном методе. Изменяя частоту генератора, меняют частоту колебаний стержня до получения резонанса.
Основные технические характеристики:
НАЗНАЧЕНИЕ:
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ:
Установка содержит:
частотой , Гц 50 + — 1
напряжением, В 220 (+10 %;-15 %)
Теоретическая часть
Дифракцией называется совокупность явлений, наблюдаемых при распространении света в среде с резкими неоднородностями и связанных с отклонениями от законов геометрической оптики. Дифракция приводит к огибанию световыми волнами препятствий и проникновению света в область геометрической тени. Различают два случая дифракции света — дифракцию Френеля, или дифракцию в сходящихся лучах, и дифракцию Фраунгофера, или дифракцию в параллельных лучах. Характер дифракции зависит от значения безразмерного параметра:
— дифракция Фраунгофера,
— дифракция Френеля,
— свет распространяется по законам геометрической оптики,
где b — размер препятствия, λ — длина световой волны, L — расстояние от препятствия до экрана наблюдения
Схема наблюдения дифракции Фраунгофера на одной щели Параллельный пучок света от лазера 1 падает нормально на непрозрачную преграду с щелью шириной b. На экране наблюдаются чередующиеся светлые и темные полосы.
В направлениях, удовлетворяющих условиям
min и max интенсивность колебаний результирующего поля соответственно равна нулю (дифракционные минимумы) или максимальна (дифракционные максимумы). Здесь k = 1, 2, 3,… .В направлении наблюдается самый интенсивный центральный максимум нулевого порядка. Ему соответствует 90% всего светового потока, выходящего из щели. Центральный максимум в 2 раза шире побочных максимумов.
Дифракционная решетка. Если плоская монохроматическая волна встречает непрозрачную преграду, содержащую N параллельных щелей шириной b на одинаковом расстоянии d. друг от друга (плоскую дифракционную решетку), то на экране наблюдается более четкая по сравнению с одиночной щелью дифракционная картина — чередующиеся светлые и темные полосы. В направлениях, удовлетворяющих условию
где — постоянная решетки, = 0, 1, 2, 3, …- порядок спектра, наблюдаются дифракционные максимумы (спектры). Между двумя соседними главными максимумами наблюдается N-2 побочных максимума очень слабой интенсивности. Побочные максимумы обуславливают при низком разрешении слабый фон освещенности, на котором проявляются узкие и резкие главные максимумы.На рис. 3 представлена зависимость интенсивности света от синуса угла дифракции при дифракции на решетке с N = 6. Штриховой линией показана картина дифракции на одной щели.
Передатчик и приемник ЭМ-волн.
Предназначен для опытов по распространению, отражению, дифракции и поляризации ЭМВ.
Приемник, (Rx) -1 шт.;
Пластмассовая подставка, (PNP)- 3 шт.;
Алюминиевый экран, 210 x 210 мм, (PAB)- 2 шт.;
Алюминиевый экран, 60 x 210 мм, (PAK)- 1 шт.;
Пластмассовый экран, 210 x 210 мм. (PP)- 1 шт.;
Металлическая поляризующая решетка, (KL)-1 шт.
СВЧ передатчик 3-х сантиметровом диапазоне — это прибор, предназначенный для передачи электромагнитных волн с длиной волны λ=3 см.
Передаваемая волна имеет свойства аналогичные обычному свету, например, она распространяется прямолинейно, отражается от некоторых поверхностей, дифрагирует и т.д.
Приемник СВЧ 3-х сантиметрового диапазона – прибор, распознающий электромагнитные волны, посылаемые передатчиком.
Приемник не оснащен собственным источником питания. Если передатчик посылает электромагнитную волну посредством дипольной рупорной антенны, и приемник рупорной антенны повернут к передатчику антенны, то приемник распознает электромагнитную волну. Об этом свидетельствует смещение стрелки индикатора приема на задней стороне приемника. Степень смещения указывает на уровень мощности приема. Если стрелка смещается между 2-м и 9-м делениями шкалы, уровень мощности передатчика, регистрируемой приемником, может считаться сильным. Если стрелка индикатора приема смещается между 0-м и 2-м делениями, уровень мощности низкий.
Лабораторные опыты:
Гарантия на Комплект: 1 (один) год.
Вес продукта: 3.87 kg
Объем: 0.015 м3
Данное описание содержит технические характеристики и принципа действия установки, указания по эксплуатации и другие сведения, необходимые для обеспечения полного использования ее технических и педагогических возможностей.
. S1─направление луча, падающего на призму,
S2─ направление луча, вышедшего из призмы,
А1─направление нормали к грани, на которую падает луч S1,
А2─ направление нормали к грани, из которой выходит луч S2,
i1, i2 — углы падения,
r1, r2 — углы преломления на границах раздела АС и АВ соответственно,
φ — преломляющий угол призмы,
δ — угол отклонения выходящего из призмы луча относительно первоначального направления.
НАЗНАЧЕНИЕ
ФПВ-05-3/3-1 1 — ртутная лампа, , 4 — предметный столик, 5- призма, 6 — зрительная труба, 7 — лимб, 8 — глаз наблюдателя.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Установка содержит: Осветитель лазерный с регулируемой яркостью 1 шт. Щель одиночная 1 шт. Щель тройная 1 шт. Экран со шкалой 1 шт. Фоторезистор подвижный со шкалой 1 шт. Прибор для измерения фототока 1 шт. Решетка дифракционная, лин/мм, 50, 75, 300, 600 1 шт. Электропитание установки от сети переменного тока частотой , Гц 50 + — 1 напряжением, В 220 (+10 %;-15 %) Потребляемая мощность, В*А, не более 30 Габаритные размеры, мм, не более 1000 х200 х 300 Масса, кг, не более 10 Наработка на отказ, часов, не менее 500 Средний срок службы, лет, не менее 5
Изучение дисперсии дифракционной решетки
Плоская прозрачная дифракционная решетка представляет собой стеклянную полированную пластину, на которую с помощью алмазного резца нанесены при помощи специальной машины параллельные одинаковые штрихи, расположенные на строго одинаковых расстояниях друг от друга.
Действие дифракционной решетки можно понять, рассматривая падение плоской монохроматической волны на регулярную периодическую структуру, состоящую из чередующихся параллельных друг другу щелей одинаковой ширины b, расположенных на одинаковом расстоянии а друг от друга. Сумма ширины щели b и ширины штриха а называется постоянной или периодом дифракционной решетки d.
Период решетки связан с числом штрихов на единицу длины следующим соотношением:
На рис. 6.1 представлен ход лучей через решетку согласно схеме дифракции Фраунгофера, то есть когда на решетку падает плоская волна, а точка наблюдения практически находится на бесконечности. Если на дифракционную решетку 1 падает плоская моно-хроматическая волна, то в соответствии с принципом Гюйгенса — Френеля точки щели являются источниками когерентных волн. Вследствие дифракции эти когерентные волны распространяются далее под углами дифракции j1, j2, j3,… jm и, пройдя линзу 2, дают интерференционную картину, интенсивность которой определяется суперпозицией волн в плоскости…(см. технический паспорт изделия)
Всякая линза обладает тем свойством, что она не создает дополнительной разности фаз между лучами, собираемыми линзой в одной и той же точке изображения. Иными словами, оптические длины пути для этих лучей одинаковы. Амплитуды всех интерферирующих волн составляют арифметическую прогрессию.
Распределение интенсивности в дифракционной картине волн на экране зависит от интенсивности волн от каждой щели и от их взаимной интерференции. Разность хода D лучей от соседних щелей равна
Интенсивность дифрагированного света максимальна для таких углов jm , для которых волны, приходящие в точку наблюдения от всех щелей решетки оказываются в фазе, что определяется условием( см. технический паспорт изделия):
Условие минимума интенсивности света выражается в виде (см. технический паспорт изделия):
Точная теория дифракции учитывает как интерференцию волн, приходящих от разных щелей, так и дифракцию от каждой щели. Как показывает расчет, интенсивность I света, распространяющегося под углом j к нормали, равна(см. технический паспорт изделия):
Анализ выражения (6.4) показывает, что при большом числе щелей N свет, прошедший через решетку, распространяется по ряду резко ограниченных направлений, определяемых соотношением (6.2). Зависимость интенсивности света от угла наблюдения представлена на рис. 6.2. Как следует из (6.2), углы, при которых наблюдаются световые максимумы, зависят от длины волны l. Дифракционная решетка представляет собой, таким образом, спектральный прибор.
Если на дифракционную решетку падает свет cложного спектрального состава, то после решетки образуется спектр, причем фиолетовые лучи отклоняются решеткой меньше, чем красные. Входящая в (6.2) величина m носит название порядка спектра. При максимумы интенсивности для всех длин волн располагаются при и накладываются друг на друга.
При освещении белым светом нулевой максимум, в отличии от всех прочих, оказывается неокрашенным. Спектры первого, второго и т. д. порядков располагаются симметрично по обе стороны от нулевого максимума.
Угловая дисперсия D характеризует угловое расстояние между близкими спектральными линиями: (см. технический паспорт изделия)
Дисперсия возрастает с увеличением порядка спектра. На опыте дисперсию определяют путем измерения углового расстояния между двумя близкими спектральными линиями с известной разностью длин волн (например, между желтой и сине-зеленой линиями ртути).
— Установите зрительную трубу так, чтобы изображение щели совпадало с одной из нитей окуляра;
— дифракционную решетку в держателе установить перпендикулярно оси щель – окуляр. нескольких порядков спектральных линий;
— Определите для соседних спектральных линий;
— рассчитайте дисперсию для разных порядков (m), используя формулу (см. технический паспорт изделия).
Результаты занести в отчет по работе.
По окончании работы отключить установку от сети.
Режим работы установки прерывистый — через каждые 2 часа работы делается перерыв на 10-15 мин.
Описание
Установка предназначена для изучения методов определения фокусного расстояния и главных точек сложной оптической системы.
Установка состоит из осветителя (белого света) с регулируемым источником питания, сетки, собирательной линзы, модели объектива, зрительной трубы и экрана с миллиметровой шкалой в виде креста, устанавливаемых в рейтерах на оптической скамье.
На поверхности скамьи нанесена миллиметровая шкала.
Предметом для построения изображения является сетка, которая встроенна в осветитель.
Модель объектива предназначена для моделирования телеобъектива и представляет собой направляющую с закрепленной оптической системой линз, которая имеет возможносить перемещаться при помощи винта. Направляющая закреплена на кронштейне и может поворачиваться на небольшой угол. На задней и передней сторонах направляющей, нанесена шкала предназначенная для отсчета расстояния от линзы до оси поворота.
Сложная оптическая линзово-призменная система зрительной трубы состоит из четырнадцати элементов. Оптические элементы имеют специальное многослойное просветление. С помощью выше перечисленного обеспечивается изображение высокого качества в центре и по всему полю.
Труба применяется при построении и юстировке оптических систем.
Технические характеристики:
Длина оптической скамьи, мм 1400
Высота оптической оси, над опорной плоскостью скамьи, мм 230
Цена деления линейки скамьи, мм 1
Цена деления шкалы сетки , мм 0,2
Расстояние между передней и задней линзами объектива, мм 104
Угол поворота кронштейна с линзами град., не менее 5
Питание осуществляется от сети переменного тока 220В 50Гц
Потребляемая мощность, ВА, не более 35
Габаритные размеры установки мм, не более 1500х500х500
Общая масса, кг, не более 15