Ëàáîðàòîðíà ðîáîòà ¹1 Âèâ÷åííÿ ÿâèùà åëåêòðîìàãí³òíî¿ ³íäóêö³¿ Ìåòà ðîáîòè: íà äîñë³ä³ ñïîñòåð³ãàòè ÿâèùå åëåêòðîìàãí³òíî¿ ³íäóêö³¿, ïåðåâ³ðèòè âèêîíàííÿ ïðàâèëà Ëåíöà. Òîá³ áóäóòü ïîòð³áí³: äæåðåëî ïîñò³éíîãî ñòðóìó, äâ³ êîòóøêè ç îñåðäÿìè, ï³äêîâîïîä³áíèé ìàãí³ò, ì³ë³àìïåðìåòð, ðåîñòàò, âèìèêà÷ (êëþ÷), äâ³ êîòóøêè ç âåëèêîþ ê³ëüê³ñòþ âèòê³â ³ çàìêíóòèì îñåðäÿì, ç ºäíóâàëüí³ äðîòè. Ïîÿñíåííÿ òà ðåêîìåíäàö³¿ äî ðîáîòè: ßâèùå åëåêòðîìàãí³òíî¿ ³íäóêö³¿ ïîëÿãຠó âèíèêíåíí³ åëåêòðè÷íîãî ñòðóìó â çàìêíóòîìó ïðîâ³äíèêó, ÿêèé ì³ñòèòüñÿ ó çì³ííîìó ìàãí³òíîìó ïîë³. Öå çì³ííå ìàãí³òíå ïîëå ìîæíà ñòâîðèòè çà äîïîìîãîþ ðóõîìîãî ïîñò³éíîãî ìàãí³òó àáî çà äîïîìîãîþ çì³ííîãî åëåêòðè÷íîãî ñòðóìó. Íàïðÿì ³íäóêö³éíîãî ñòðóìó ìîæíà âèçíà÷èòè çà ïðàâèëîì Ëåíöà. Âèêîíàííÿ ðîáîòè
1. 2.
3. 4.
Äîñë³ä ïåðøèé. ϳäêëþ÷è êîòóøêó äî ì³ë³àìïåðìåòðà. Øâèäêî âñòàâ ó êîòóøêó ìàãí³ò. Ñïîñòåð³ãàé çà ïîêàçàìè ì³ë³àìïåðìåòðà. Òè ïîáà÷èø, ùî ñòð³ëêà ì³ë³àìïåðìåòðà â³äõèëÿºòüñÿ, ðåºñòðóþ÷è âèíèêíåííÿ ³íäóêö³éíîãî ñòðóìó ó êîòóøö³. Çàëèøèâøè ìàãí³ò ó êîòóøö³, òè ïîáà÷èø, ùî ³íäóêö³éíèé ñòðóì íå âèíèêàº, ÿêùî ìàãí³ò çàëèøàºòüñÿ íåðóõîìèì. Øâèäêî âèéìè ìàãí³ò ç êîòóøêè. Ñïîñòåð³ãàé çà ñòð³ëêîþ ì³ë³àìïåðìåòðà. N N Òè ïîáà÷èø, ùî ñòðóì çíîâ âèíèê N S ï³ä ÷àñ ðóõó ìàãí³òó, àëå â³í çì³íèâ íàïðÿì íà ïðîòèëåæíèé. Òàê ùî ñòð³ëêà â³äõèëÿºòüñÿ ó ïðîòèëåæíèé á³ê. S N Íàïðÿì ³íäóêö³é-
258
íîãî ñòðóìó ìè âèçíà÷èìî çà ïðàâèëîì Ëåíöà. Íàãàäàºìî, ÿê öå çðîáèòè. Ó ïåðøîìó âèïàäêó (ïóíêò 2) ñòâîðåíèé ìàãí³òîì ìàãí³òíèé ïîò³ê çðîñòàº. Òîìó ìàãí³òíå ïîëå, ñòâîðåíå ³íäóêö³éíèì ñòðóìîì, áóäå ïåðåøêîäæàòè çðîñòàííþ ìàãí³òíîãî ïîòîêó ³ ÷åðåç öå ó ãîð³øí³é ÷àñòèí³ êîòóøêè âèíèêຠï³âí³÷íèé ìàãí³òíèé ïîëþñ. N Äàë³, êîðèñòóþ÷èñü ïðàâèëîì ïðàâî¿ ðóêè äëÿ êîòóøêè, âèçíà÷àºìî íàïðÿìîê ³íäóêö³éíîãî ñòðóìó: íàêëàäàºìî äîëîíþ íà âèòêè êîòóøêè òàê, ùîá âåëèêèé ïàëåöü âêàçóâàâ íà ï³âí³÷íèé ïîëþñ êîòóøêè. Òîä³ ÷îòèðè ïàëüö³ âêàæóòü íàïðÿì ñòðóS ìó ó âèòêàõ (äèâèñü ìàëþíîê ïîðó÷). 5. Ïîâòîðè äîñë³ä, ðóõàþ÷è òåïåð êîòóøêó ïðè íåðóõîìîìó ìàãí³ò³. Òè ïîáà÷èø, ùî ³íäóêö³éíèé ñòðóì çíîâó âèíèêຠ³ çì³íþº ñâ³é íàïðÿìîê â çàëåæíîñò³ â³ä òîãî, çá³ëüøóºòüñÿ ÷è çìåíøóºòüñÿ ìàãí³òíèé ïîò³ê êð³çü êîòóøêó. 6. Ïîâòîðè äîñë³ä, çá³ëüøèâøè øâèäê³ñòü ðóõó ìàãí³òó â³äíîñíî íåðóõîìî¿ êîòóøêè, àáî, íàâïàêè, êîòóøêè â³äíîñíî íåðóõîìîãî ìàãí³òó. Òè ïîáà÷èø, ùî ó öüîìó âèïàäêó ñèëà ³íäóêö³éíîãî ñòðóìó çá³ëüøèòüñÿ (ñòð³ëêà ì³ë³àìïåðìåòðà â³äõèëÿºòüñÿ ñèëüí³øå).
Âèñíîâîê 1: ïðè áóäü-ÿê³é çì³í³ ìàãí³òíîãî ïîòîêó êð³çü çàìêíóòèé êîíòóð ïðîâ³äíèêà, ó öüîìó ïðîâ³äíèêó âèíèêຠ³íäóêö³éíèé ñòðóì. Ñèëà éîãî çàëåæèòü â³ä øâèäêîñò³ çì³íè ìàãí³òíîãî ïîòîêó, à íàïðÿì ìîæíà âñòàíîâèòè çà ïðàâèëîì Ëåíöà. Äîñë³ä äðóãèé. 1. Ïîñë³äîâíî ï³äêëþ÷è äî ì³ë³àìïåðìåòðà ùå ðåîñòàò. 2. Âñòàâëÿé ó êîòóøêó ìàãí³ò. Ñïî÷àòêó çðîáè öå, êîëè ðåîñòàò âèâåäåíî ç êîëà (R = 0), à ïîò³ì êîëè ðåîñ- N òàò âèâåäåíî íà ïîâíèé îï³ð.  îáîõ âèïàäêàõ íàìàãàéñÿ ðóõàòè ìàãí³ò ç îäíàêîâîþ øâèäê³ñòþ. Ïðîñë³äêóé çà ïîêàçàìè ì³ë³àìïåðìåòðà. Òè ïîáà÷èø, ùî ó äðóãîìó âèïàäêó ñèëà ñòðóìó çìåíøóºòüñÿ. 259
Äîñë³ä òðåò³é. 1. Îäíó êîòóøêó ïðèºäíàé äî ì³ë³àìïåðìåòðà, à äðóãó ââ³ìêíè ïîñë³äîâíî ç ðåîñòàòîì, âèìèêà÷åì ³ äæåðåëîì ñòðóìó. äî äæåðåëà
äî äæåðåëà
2.  ïåðøó êîòóøêó âñòàâ îñåðäÿ. 3. Äðóãó êîòóøêó, íå â³ä ºäíóþ÷è â³ä êîëà, N íàä³íü çâåðõó íà îñåðäÿ ïåðøî¿. 4. Çàìêíè êîëî. Ó öåé ìîìåíò ñë³äêóé çà ïîêàçàìè ì³ë³àìïåðìåòðà. Òè ïîáà÷èø, S ùî ³ ó ïåðø³é êîòóøö³ âèíèêຠåëåêòðè÷íèé ñòðóì. Öå ³íäóêö³éíèé ñòðóì, S ñòâîðåíèé çì³íîþ (â ìîìåíò çàìèêàííÿ êîëà) ìàãí³òíîãî ïîëÿ ïåðøî¿ êîòóøêè.  ìîìåíò çàìèêàííÿ êîëà ìàã- N í³òíèé ïîò³ê êð³çü ïåðøó êîòóøêó çðîñòàòèìå. Çà ïðàâèëîì Ëåíöà ìàãí³òíå ïîëå, ñòâîðåíå ³íäóêö³éíèì ñòðóìîì ó ïåðø³é êîòóøö³, çàâàæàòèìå çðîñòàííþ ìàãí³òíîãî ïîòîêó. Òîìó ó ïåðø³é êîòóøö³ âãîð³ ç ÿâèòüñÿ ï³âäåííèé ïîëþñ. 5. Ðîç³ìêíè êîëî. Òè ïîáà÷èø, ùî ó ìîìåíò âèìèêàííÿ òàêîæ ç ÿâèòüñÿ ³íäóêö³éíèé ñòðóì ó ïåðø³é êîòóøö³. Àëå íàïðÿì éîãî çì³íèòüñÿ íà ïðîòèëåæíèé (çà ïðàâèëîì Ëåíöà). 6. Çíîâ çàìêíè êîëî. Ïî÷èíàé çì³íþâàòè ñèëó ñòðóìó ó êîë³ çà äîïîìîãîþ ðåîñòàòà. Òè ïîáà÷èø, ùî äîêè ó äðóã³é êîòóøö³ çì³íþºòüñÿ ñèëà ñòðóìó, ó ïåðø³é êîòóøö³ âèíèêຠ³íäóêö³éíèé ñòðóì.
Âèñíîâîê 3: ó äîñë³ä³ ìè âèâ÷àëè ìàãí³òíå ïîëå, ñòâîðåíå íå ïîñò³éíèì ìàãí³òîì, à åëåêòðè÷íèì ñòðóìîì. Ìè ïåðåêîíàëèñü, ùî çì³íà ñèëè ñòðóìó ó ïåðâèíí³é êîòóøö³ (öå íàøà äðóãà êîòóøêà) âåäå äî çì³íè ìàãí³òíîãî ïîòîêó êð³çü ïåðøó êîòóøêó. Íàñë³äêîì öüîãî º âèíèêíåííÿ ³íäóêö³éíîãî åëåêòðè÷íîãî ñòðóìó.
260
Ëàáîðàòîðíà ðîáîòà ¹2 Âèçíà÷åííÿ ïðèñêîðåííÿ â³ëüíîãî ïàä³ííÿ çà äîïîìîãîþ ìàÿòíèêà Ìåòà ðîáîòè: âèçíà÷èòè g ó äàíîì³ ì³ñö³ Çåìë³ çà äîïîìîãîþ ìàòåìàòè÷íîãî ìàÿòíèêà. Òîá³ áóäóòü ïîòð³áí³: êóëüêà íà äîâã³é íèòö³, ãîäèííèê ç ñåêóíäíîþ ñòð³ëêîþ, âèì³ðþâàëüíà ñòð³÷êà, øòàòèâ. Ïîÿñíåííÿ òà ðåêîìåíäàö³¿ äî ðîáîòè: ßê â³äîìî, ïåð³îä êîëèâàííÿ ìàòåìàòè÷íîãî ìàÿòíèêà (T) çàëåæèòü â³ä äîâæèíè íèòêè (l), íà ÿê³é ï³äâ³øåíî ò³ëî, òà â³ä ïðèñêîðåííÿ â³ëüíîãî ïàä³ííÿ (g) ó äàí³é òî÷ö³ Çåìë³. Ìàòåìàòè÷íî öå çàïèñóºòüñÿ ó âèãëÿä³: T = 2π çâ³äêè îäåðæóºìî: g =
4π 2 l
l , g
. (1) T2 Öå îçíà÷àº, ùî, âèì³ðÿâøè äîâæèíó íèòêè ìàÿòíèêà òà ðîçðàõóâàâøè ïåð³îä éîãî êîëèâàíü çà ôîðìóëîþ (1), ìè çìîæåìî âèçíà÷èòè ïðèñêîðåííÿ â³ëüíîãî ïàä³ííÿ ó äàí³é òî÷ö³ Çåìë³.
Âèêîíàííÿ ðîáîòè
1. Âñòàíîâè øòàòèâ íà êðàþ ñòîëà ³ çàêð³ïè ó íüîìó íèòêó ç êóëüêîþ. Êóëüêà ïîâèííà âèñ³òè íà â³äñòàí³ 1 2 ñì â³ä ï³äëîãè. 2. ³äõèëè êóëüêó âá³ê íà 5 8 ñì òà â³äïóñòè ¿¿. 3. Âèì³ðÿé ÷àñ 20 30-òè ïîâíèõ êîëèâàíü êóëüêè. Çàïèøè: t = ... (ñ). 4. Ðîçðàõóé ïåð³îä êîëèâàíü êóëüêè. Äëÿ öüîãî îäåðæàíèé ÷àñ t ðîçä³ëè íà ÷èñëî êîëèâàíü, ùî âèêîíàí³ çà öåé ÷àñ. Ïðèïóñò³ìî, ùî ìè çàíîòóâàëè ÷àñ òðèäöÿòè êîëèâàíü. Òîä³ T = t : 30 = ... (ñ). 5. Âèì³ðÿé äîâæèíó íèòêè, íà ÿê³é âèñèòü êóëüêà. Çàïèøè: l = ... (ñì). Ïîä³ëèâøè ðåçóëüòàò íà 100, îòðèìàºø çíà÷åííÿ ó ìåòðàõ. 6. ϳäñòàâ ó ôîðìóëó (1) îäåðæàí³ çíà÷åííÿ äëÿ T ³ l. Îäåðæèø çíà÷åííÿ ïðèñêîðåííÿ â³ëüíîãî ïàä³ííÿ. Çàïèøè: g = ... (ì/ñ2). Òâ³é ðåçóëüòàò ïîâèíåí áóòè áëèçüêèì äî çíà÷åííÿ 9,8 ì/ñ2. 7. Âèðàõóºìî ïîõèáêè: à) âèáåðåìî ç³ ñïåö³àëüíèõ òàáëèöü çíà÷åííÿ ³íñòðóìåíòàëü261
íèõ ïîõèáîê ïðèëàä³â. Ö³ ïîõèáêè ïîçíà÷àºìî ∆i. Ñåêóíäîì³ð ∆it = 1 ñ; âèì³ðþâàëüíà ñòð³÷êà ∆il = 0,5 ñì; ßêùî òè êîðèñòóâàâñÿ çâè÷àéíîþ ë³í³éêîþ, òî ó öüîìó âèïàäêó ³íñòðóìåíòàëüíà ïîõèáêà áóäå äîð³âíþâàòè 1 ìì; á) âèçíà÷àºìî ïîõèáêè â³äë³êó ïðèëàä³â. Ö³ ïîõèáêè áóäåìî ïîçíà÷àòè ∆â³äë³êó. Âîíà äîð³âíþº ïîëîâèí³ ö³íè ïîä³ëêè â³äïîâ³äíîãî ïðèëàäó. Âèíÿòêîì º ñåêóíäîì³ð äëÿ íüîãî ïîõèáêà äîð³âíþº ö³í³ ïîä³ëêè. ∆â³äë³êót = 0,2 ñ ö³íà ïîä³ëêè íàøîãî ñåêóíäîì³ðà; ∆â³äë³êól = 0,5 ñì : 2 = 0,25 ñì; Ïðè âèêîðèñòàíí³ ë³í³éêè ∆â³äë³êól = 1 ìì : 2 = 0,5 ìì; â) çíàéäåìî àáñîëþòíó ïîõèáêó âèì³ðþâàíü. Äëÿ öüîãî ñêëàäè ïîõèáêè, âèçíà÷åí³ ó äâîõ ïîïåðåäí³õ ïóíêòàõ. Öþ ïîõèáêó áóäåìî ïîçíà÷àòè ∆. ∆t = ∆it+ ∆â³äë³êót = 1 ñ + 0,2 ñ = 1,2 ñ; ∆l = ∆il + ∆â³äë³êól = 0,5 ñì + 0,25 ñì = 0,75 ñì; Ïðè âèêîðèñòàíí³ ë³í³éêè ∆l = 1 ìì + 0,5 ìì = 1,5 ìì; ã) çíàéäåìî â³äíîñíó ïîõèáêó, ç ÿêîþ ðîçðàõîâàíî çíà÷åííÿ g. Ïîçíà÷àºìî öþ ïîõèáêó ε. Ñêîðèñòàºìîñÿ ôîðìóëîþ: ∆l ∆t ε= +2⋅ = K (áåçðîçì³ðíà âåëè÷èíà). l t Ó ÷èñåëüíèê ï³äñòàâ ðîçðàõîâàí³ çíà÷åííÿ ïîõèáîê, à ó çíàìåííèê îòðèìàí³ ó õîä³ åêñïåðèìåíòó çíà÷åííÿ l ³ t; ´) çíàéäåìî àáñîëþòíó ïîõèáêó äëÿ g (ïîçíà÷àºìî ¿¿ ∆g). ∆g = gðîçðàõîâàíå ⋅ ε = ... (ì/ñ2). ϳäñòàâ ñâîº çíà÷åííÿ (gðîçðàõîâàíå) ³ â³äíîñíó ïîõèáêà ó âèãëÿä³ äåñÿòêîâîãî äðîáó. 8. Çàïèøè ðåçóëüòàò ó âèãëÿä³: g = gðîçðàõîâàíå ± ∆g.
Âèñíîâîê: ó õîä³ ðîáîòè ìè âèçíà÷èëè ïðèñêîðåííÿ â³ëüíîãî ïàä³ííÿ íà øèðîò³ íàøî¿ ì³ñöåâîñò³. Çàïèòàííÿ òà çàâäàííÿ, ÿê³ òîá³ ìîæóòü çàïðîïîíóâàòè 1. ßê çì³íèòüñÿ ïåð³îä êîëèâàíü ìàÿòíèêà, ÿêùî éîãî ïåðåíåñòè ç ïîâ³òðÿ ó âîäó àáî â îë³þ? Ó öüîìó âèïàäêó îï³ð ñåðåäîâèùà ïðèçâåäå äî çá³ëüøåííÿ ïåð³îäó êîëèâàíü ìàÿòíèêà. 2. ßê çì³íèòüñÿ ïåð³îä êîëèâàíü ìàÿòíèêà ç çàë³çíîþ êóëüêîþ, ÿêùî ï³ä íèì ïîêëàñòè åëåêòðîìàãí³ò? Êóëüêà ³ ìàãí³ò áóäóòü âçàºìîä³ÿòè, ³ öÿ âçàºìîä³ÿ ïðèçâåäå äî çìåíøåííÿ ïåð³îäó êîëèâàíü ìàÿòíèêà. 262
Ëàáîðàòîðíà ðîáîòà ¹3 Âèçíà÷åííÿ ïîêàçíèêà çàëîìëåííÿ ñêëà Ìåòà ðîáîòè: âèçíà÷èòè ïîêàçíèê çàëîìëåííÿ äëÿ ñêëà, äîñë³äíî ïåðåâ³ðèòè çàêîí çàëîìëåííÿ ñâ³òëà. Òîá³ áóäóòü ïîòð³áí³: ñêëÿíà ïëàò³âêà ç ïàðàëåëüíèìè ãðàíÿìè, àðêóø ïàïåðó, òðàíñïîðòèð, ÷îòèðè øïèëüêè, îë³âåöü, òðèêóòíèê, äîùå÷êà. Ïîÿñíåííÿ òà ðåêîìåíäàö³¿ äî ðîáîòè: ³äîìî, ùî íà ìåæ³ ðîçïîä³ëó äâîõ ñåðåäîâèù ñâ³òëîâèé ïðîì³íü çàëîìëþºòüñÿ, àëå íåçàëåæíî â³ä êóòà ïàä³ííÿ çáåð³ãàºòüñÿ ñï³ââ³äíîøåííÿ sin α = n, sin β äå n ïîêàçíèê çàëîìëåííÿ; α êóò ïàä³ííÿ ïðîìåíÿ; β êóò, ï³ä ÿêèì ñâ³òëî çàëîìëþºòüñÿ.
Âèêîíàííÿ ðîáîòè
1. Ïîêëàäè àðêóø ïàïåðó íà äîùå÷êó. Êðàùå çàêð³ïèòè éîãî êíîïêàìè. 2. Ïîêëàäè íà àðêóø ñêëÿíó ïëàò³âêó. 3. Ó äîøêó âñòðîìè äâ³ øïèëüêè. ̳ñöå ¿õ ïîêàçàíå íà ìàëþíêó B öå òî÷êè A òà B. A 4. ϳä³éìè äîùå÷êó íà ð³âåíü î÷åé ³ âñòðîìè òðåòþ òà ÷åòâåðòó C øïèëüêè ç ïðîòèëåæíîãî áîêó ïëàò³âêè (öå òî÷êè C ³ D) òàê, ùîá D âîíè çäàâàëèñÿ ëåæà÷èìè íà îäí³é ïðÿì³é ç ïåðøèìè äâîìà øïèëüêàìè (òîáòî âîíè ïîâèíí³ çàêðèòè ïåðø³ äâ³ øïèëüêè, ÿêùî äèâèòèñü êð³çü ïëàò³âêó). 5. Çí³ìè ïëàò³âêó ç ïàïåðó òà âèòÿãíè øïèëüêè. B α 6. Ç ºäíàé ïðÿìîë³í³éíèìè â³äð³çêàìè ì³ñöÿ ïðîêîë³â â³ä øïèëüîê. Òè îòðèìàºø çîáA ðàæåííÿ, ïðèáëèçíî, ÿê íà ìàëþíêó. A, B, C, D òî÷êè, äå áóëè øïèëüêè. β 7. Âèì³ðÿé òðàíñïîðòèðîì êóòè ïàä³ííÿ α ³ C çàëîìëåííÿ β. Çàïèøè: α = ...; β = .... . D 263
8. Çíàéäè (çà òàáëèöÿìè Áðàä³ñà àáî çà äîïîìîãîþ êàëüêóëÿòîðà) çíà÷åííÿ ñ³íóñ³â êóò³â. Çàïèøè: sin α = ...; sin β = ..... . 9. Îá÷èñëè ïîêàçíèê çàëîìëåííÿ ñêëà n çà ôîðìóëîþ sin α (áåçðîçì³ðíà âåëè÷èíà). n= sin β Îòðèìàíå òîáîþ çíà÷åííÿ ïîâèííî áóòè ó ìåæàõ 1,5 1,8. 10. Ïîâòîðè äîñë³ä, âñòðîìèâøè øïèëüêè ³ ï³ä ³íøèì êóòîì. Ïîâòîðèâøè ïóíêòè 3 9, òè îòðèìàºø òå ñàìå çíà÷åííÿ ïîêàçíèêà çàëîìëåííÿ õî÷à êóòè α ³ β áóäóòü ³íøèìè.
Âèñíîâîê: íà óðîö³ ìè ïåðåêîíàëèñü ó òîìó, ùî íà ìåæ³ äâîõ ñåðåäîâèù ñâ³òëîâèé ïðîì³íü çàëîìëþºòüñÿ, âñòàíîâèëè ïîêàçíèê çàëîìëåííÿ äëÿ ñêëà. Ìè äîâåëè, ùî çíà÷åííÿ ïîêàçíèêà çàëîìëåííÿ íå çàëåæèòü í³ â³ä êóòà ïàä³ííÿ, í³ â³ä êóòà çàëîìëåííÿ. Çàïèòàííÿ òà çàâäàííÿ, ÿê³ òîá³ ìîæóòü çàïðîïîíóâàòè 1.  ÿêîìó âèïàäêó êóò çàëîìëåííÿ ïðîìåíÿ äîð³âíþº êóòó ïàä³ííÿ? Òàêå ÿâèùå ìîæëèâå ó âèïàäêàõ, ÿêùî ïîêàçíèêè çàëîìëåííÿ îáîõ ñåðåäîâèù îäíàêîâ³ àáî êîëè ïðîì³íü ïåðïåíäèêóëÿðíèé äî ïîâåðõí³ ðîçä³ëó ñåðåäîâèù.
Ëàáîðàòîðíà ðîáîòà ¹4 Ñïîñòåðåæåííÿ ÿâèùà ³íòåðôåðåíö³¿ òà äèôðàêö³¿ ñâ³òëà Ìåòà ðîáîòè: ñïîñòåð³ãàòè íà åêñïåðèìåíò³ ÿâèùà ³íòåðôåðåíö³¿ òà äèôðàêö³¿ ñâ³òëà. Òîá³ áóäóòü ïîòð³áí³: äâ³ ñêëÿí³ ïëàò³âêè, åêðàí, äðîòÿíà ðàìêà, ìèëüíà âîäà, çáèðàþ÷à ë³íçà, øòàíãåíöèðêóëü. Ïîÿñíåííÿ òà ðåêîìåíäàö³¿ äî ðîáîòè: ²íòåðôåðåíö³ÿ öå ÿâèùå íàêëàäàííÿ õâèëü â³ä êîãåðåíòíèõ äæåðåë ç óòâîðåííÿì ñò³éêî¿ ³íòåðôåðåíö³éíî¿ êàðòèíè (÷åðãóâàííÿ ìàêñèìóì³â ³ ì³í³ìóì³â êîëèâàíü). Ó ðîáîò³ ìè áóäåìî êîðèñòóâàòèñü ñîíÿ÷íèì ñâ³òëîì, àëå 264
áóäåìî ïðèìóøóâàòè ñîíÿ÷íèé ïðîì³íü «ðîçùåïëþâàòèñü» íà äâ³ õâèë³, ÿê³ áóäóòü êîãåðåíòíèìè ì³æ ñîáîþ. Äèôðàêö³ÿ õâèëü ÿâèùå îãèíàííÿ õâèëÿìè êðà¿â ïåðåøêîä ³ â³äõèëåííÿ õâèëü â³ä ïðÿìîë³í³éíîãî ïîøèðåííÿ. Óìîâîþ äëÿ óñï³øíîãî ñïîñòåðåæåííÿ öüîãî ÿâèùà º ïîð³âíÿëüí³ñòü ðîçì³ðó ïåðåøêîäè ç äîâæèíîþ õâèë³.
Âèêîíàííÿ ðîáîòè
1. Ðåòåëüíî ïðîòðè ñêëÿí³ ïëàò³âêè. 2. Ñêëàäè ïëàò³âêè ðàçîì ³ ñòèñíè ïàëüöÿìè. 3. Ïîäèâèñü íà ïëàò³âêè òàê, ùîá âîíè áóëè íà òåìíîìó ôîí³. Ó äåÿêèõ ì³ñöÿõ äîòîðêàííÿ ïëàò³âîê ñïîñòåð³ãàé ÿñêðàâ³ ðàéäóæí³ ñìóãè. Âîíè ìîæóòü áóòè ê³ëüöåïîä³áí³ (¿õ íàçèâàþòü ê³ëüöÿìè Íüþòîíà) àáî ìàòè íåïðàâèëüíó ôîðìó. Óòâîðåííÿ òàêèõ ñìóã ïîÿñíþºòüñÿ òèì, ùî ñâ³òëî ÷àñòêîâî â³äáèâàºòüñÿ â³ä ïåðøî¿ ïëàò³âêè, à ÷àñòêîâî â³ä äðóãî¿. Òàêèì ÷èíîì, íàø ïðîì³íü «ðîçùåïëþºòüñÿ» ³ ìè îòðèìóºìî äâ³ êîãåðåíòí³ õâèë³, ì³æ ÿêèìè óòâîðþºòüñÿ ð³çíèöÿ õîäè. Ïðè íàêëàäàíí³ öèõ õâèëü ³ óòâîðþºòüñÿ ³íòåðôåðåíö³éíà êàðòèíà ó ïîâ³òðÿíîìó ïðîì³æêó ì³æ ïëàò³âêàìè. 4. Ñïîñòåð³ãàé çà çì³íîþ ôîðìè òà ðîçòàøóâàííÿ ³íòåðôåðåíö³éíèõ ñìóã ïðè çì³í³ íàòèñêàííÿ (ïîñëàáëåíí³ àáî ïîñèëåíí³) íà ñêëÿí³ ïëàò³âêè. 5. Îïóñòè äðîòÿíó ðàìêó ó ìèëüíó âîäó ³ îáåðåæíî 1 âèòÿãíè. 2 Ñïîñòåð³ãàé çà óòâîðåíîþ ìèëüíîþ ïë³âêîþ. Òè ïîáà÷èø, ùî âîíà ìຠðàéäóæíå çàáàðâëåííÿ öå ïðèêëàä ³íòåðôåðåíö³¿ ó òîíêèõ ïë³âêàõ. Ñâ³òëî ÷àñòêîâî â³äáèâàºòüñÿ â³ä çîâí³øíüî¿ ïîâåðõí³ ïë³âêè (ïðîì³íü 1) ³ ÷àñòêîâî â³ä âíóò∆d ð³øíüî¿ ïîâåðõí³ (ïðîì³íü 2). Óòâîðþþòüñÿ êî2 ãåðåíòí³ õâèë³, ì³æ ÿêèìè ³ñíóº ð³çíèöÿ õîäè, ÿêà âèçíà÷àºòüñÿ òîâùèíîþ ïë³âêè ó äàíîìó êîíêðåòíîìó ì³ñö³ (òîâùèíà ïë³âêè íå âñþäè îäíàêîâà). 6. Ùîá á³ëüø ÷³òêî ñïîñòåð³ãàòè ³íòåðôåðåíö³éíó êàðòèíó, ìîæíà íàïðàâèòè ñâ³òëî íà ïë³âêó ÷åðåç ë³íçó. Òîä³ ³íòåðôåðåíö³éíó êàðòèíó ìîæíà áóäå ñïîñòåð³ãàòè íà åêðàí³ ó âèãëÿä³ êîëüîðîâèõ ãîðèçîíòàëüíèõ ñìóã. 7. Ñïîñòåð³ãàºìî äèôðàêö³þ ñâ³òëà. Äëÿ öüîãî âñòàíîâèìî ì³æ ãóáêàìè øòàíãåíöèðêóëÿ ù³ëèíó ó 0,5 ìì. 265
8. Ù³ëèíó ðîçì³ñòè âåðòèêàëüíî ³ ïðèòèñíè ù³ëüíî äî îêà. 9. Ïîäèâèñü êð³çü ù³ëèíó íà âåðòèêàëüíó íèòêó ëàìïè, ùî ñâ³òèòüñÿ. Òè ïîáà÷èø ç îáîõ áîê³â íèòêè ðàéäóæí³ ñìóãè äèôðàêö³éí³ ñïåêòðè. 10. Ïðè ìîæëèâîñò³ çàêðèé íèòêó ëàìïè ñâ³òëîô³ëüòðîì (íàïðèêëàä ÷åðâîíèì) ³ çíîâ ïîäèâèñü íà äèôðàêö³éíó êàðòèíó. Òè ïîáà÷èø ÷åðãóâàííÿ ÷åðâîíèõ ³ ÷îðíèõ ñìóã.
Âèñíîâîê: ìè ñïîñòåð³ãàëè ³íòåðôåðåíö³þ â ïîâ³òðÿíîìó çàçîð³ òà ó òîíêèõ ïë³âêàõ. Ïåðåêîíàëèñü, ùî îñíîâíîþ óìîâîþ äëÿ ñïîñòåðåæåííÿ ñò³éêî¿ ³íòåðôåðåíö³éíî¿ êàðòèíè º êîãåðåíòí³ñòü õâèëü. Ìè òàêîæ ñïîñòåð³ãàëè äèôðàêö³þ ñâ³òëà ÿê á³ëîãî, òàê ³ ìîíîõðîìàòè÷íîãî. Çàïèòàííÿ òà çàâäàííÿ, ÿê³ òîá³ ìîæóòü çàïðîïîíóâàòè 1. ×îìó êîë³ð îäíîãî ì³ñöÿ íà ïîâåðõí³ ìèëüíî¿ áóëüáàøêè áåçïåðåðâíî çì³íþºòüñÿ? Âíàñë³äîê ñò³êàííÿ ìèëüíî¿ âîäè òîâùèíà ñò³íîê áóëüáàøêè çì³íþºòüñÿ. Òîìó çì³íþºòüñÿ ³ ð³çíèöÿ õîäè ì³æ êîãåðåíòíèìè õâèëÿìè ³ óìîâà ìàêñèìóìó âèêîíóºòüñÿ äëÿ ð³çíèõ äîâæèí õâèëü. 2. Ïðè îñâ³òëåíí³ äâîõ ïë³âîê ç îäíàêîâîãî ïðîçîðîãî ìàòåð³àëó á³ëèì ñâ³òëîì, ÿêå ïàäຠïåðïåíäèêóëÿðíî äî ïîâåðõîíü ïë³âîê, ó â³äáèòîìó ñâ³òë³ îáèäâ³ ïë³âêè çäàþòüñÿ çåëåíèìè. ×è ìîæíà ââàæàòè, ùî òîâùèíà îáîõ ïë³âîê îäíàêîâà? ͳ, áî òîé ñàìèé êîë³ð óòâîðþºòüñÿ ïðè òîâùèí³ kh, äå h ì³í³ìàëüíà òîâùèíà, ïðè ÿê³é ïë³âêà ìຠçåëåíèé êîë³ð, à k áóäü-ÿêå ö³ëå ÷èñëî. 3. ßêùî, ïðèìðóæèâøè îêî, äèâèòèñü íà íèòêó ëàìïè ðîçæàðþâàííÿ, òî çäàºòüñÿ, ùî íèòêà îòî÷åíà ñâ³òëèìè ïëÿìàìè. ×îìó? Ìຠì³ñöå äèôðàêö³ÿ íà ù³ëèí³, ÿêó óòâîðþþòü ïîâ³êè ïðèìðóæåíîãî îêà, ³ íà ´ðàòö³, óòâîðåí³é â³ÿìè.
Ëàáîðàòîðíà ðîáîòà ¹5 Âèì³ðþâàííÿ äîâæèíè ñâ³òëîâî¿ õâèë³ çà äîïîìîãîþ äèôðàêö³éíî¿ ðåø³òêè Ìåòà ðîáîòè: îçíàéîìèòèñü ç ïðèíöèïîì 䳿 äèôðàêö³éíî¿ ðåø³òêè, ñïîñòåð³ãàòè äèôðàêö³éíèé ñïåêòð, çà éîãî äîïîìîãîþ âèçíà÷èòè äîâæèíó ñâ³òëîâî¿ õâèë³. Òîá³ áóäóòü ïîòð³áí³: äæåðåëî ñâ³òëà (ëàìïà, ñâ³÷êà), äèôðàêö³éíà ðåø³òêà ç ïåð³îäîì 1/100 ìì àáî 1/50 ìì. Ïîÿñíåííÿ òà ðåêîìåíäàö³¿ äî ðîáîòè: Ðîçãëÿíü ïðèñòð³é, ÿêèì òè áóäåø êîðèñòóâàòèñü ó ðîáîò³. Ðåø³òêà 1 âñòàíîâëþºòüñÿ ó 2 1 3 4 5 òðèìà÷³ 2, ÿêèé çíàõîäèòüñÿ íà ë³í³éö³ 3. Íà ë³í³éö³ òàêîæ çíàõîäèòüñÿ ÷îðíèé åêðàí 4 ç âóçüêîþ ù³ëèíîþ 5. Åêðàí ìîæíà ïåðåñóâàòè âçäîâæ ë³í³éêè. Íà åêðàí³ íàíåñåíî ì³ë³ìåòðîâó øêàëó. Âåñü ïðèñòð³é âñòàíîâëåíèé íà øòàòèâ³. ßêùî äèâèòèñü êð³çü ðåø³òêó (ÿê íà ìàëþíêó), òî íà ÷îðíîìó åêðàí³ ìîæíà ïîáà÷èòè ç îáîõ áîê³â â³ä ù³ëèíè äèôðàêö³éí³ ñïåêòðè 1-ãî, 2-ãî òîùî ïîðÿäê³â. Äëÿ äèôðàêö³éíî¿ ðåø³òêè ñïðàâåäëèâå ð³âíÿííÿ: d sin ϕ = kλ, äå d ïåð³îä ðåø³òêè (â³í âêàçàíèé íà ñàì³é ðåø³òö³); ϕ êóò, ï³ä ÿêèì ñïîñòåð³ãàºòüñÿ ìàêñèìóì ñâ³òëà â³äïîâ³äíîãî êîëüîðó; λ äîâæèíà ñâ³òëîâî¿ õâèë³. d sin ϕ λ= . Ç öüîãî ð³âíÿííÿ âèò³êàº: (1) k Îñê³ëüêè êóòè, ï³ä ÿêèìè ñïîñòåð³ãàþòüñÿ ìàêñèìóìè 1-ãî ³ 2-ãî ïîðÿäê³â, íå ïåðåâèùóþòü 5°, òî ó ð³âíÿíí³ (1) çíà÷åííÿ sin ϕ ìîæíà çàì³íèòè íà tg ϕ. d tg ϕ . ìàêñèìóì ñâ³òëà k Çíà÷åííÿ tg ϕ ìè çíàéäåìî ç ïðÿìîêóòíîãî òðèêóòíèêà (ìàëþíîê ïîðó÷). b b tg ϕ = , ϕ a a äå b â³äñòàíü íà åêðàí³ â³ä ù³ëèíè ðåø³òêà äî â³äïîâ³äíî¿ êîëüîðîâî¿ ñìóãè;
266
åêðàí
² îäåðæóºìî: λ =
267
a â³äñòàíü â³ä äèôðàêö³éíî¿ ðåø³òêè äî åêðàíà (â³äì³ðÿºòüñÿ ïî ë³í³éö³). db ² îñòàòî÷íî îäåðæóºìî: λ = (2) . ka
Âèêîíàííÿ ðîáîòè
1. Çáåðè åêñïåðèìåíòàëüíó óñòàíîâêó. Âñòàíîâè åêðàí íà â³äñòàí³ áëèçüêî 50 ñì â³ä ðåø³òêè. 2. Âñòàíîâè äæåðåëî ñâ³òëà çà ù³ëèíîþ. 3. Ïîäèâèñü êð³çü äèôðàêö³éíó ðåø³òêó íà äæåðåëî ñâ³òëà. Ñïåêòðè, ÿê³ òè ñïîñòåð³ãàòèìåø, ïîâèíí³ ðîçì³ùàòèñü ïàðàëåëüíî øêàë³ åêðàíó. 4. Íà åêðàí³ òè ïîáà÷èø êîëüîðîâ³ ñìóãè, ÿê³ áóäóòü ðîçì³ùåí³ çë³âà ³ ñïðàâà â³ä ù³ëèíè. Ò³ ç íèõ, ÿê³ çíàõîäÿòüñÿ áëèæ÷å äî ù³ëèíè, ìàþòü íàçâó ñïåêòð³â ïåðøîãî ïîðÿäêó (äëÿ íèõ k = 1), à ðîçòàøîâàí³ äàë³ ñïåêòð³â äðóãîãî ïîðÿäêó. 5. Çà äîïîìîãîþ ë³í³éêè âèçíà÷ â³äñòàíü äî åêðàíó. Çàïèøè: b = ... (ñì). 6. Çà äîïîìîãîþ ë³í³éêè íà åêðàí³ âèçíà÷ â³äñòàíü â³ä ù³ëèíè äî ïåðøî¿ ÷åðâîíî¿ ñìóãè ñïðàâà â³ä ù³ëèíè. Çàïèøè: añïðàâà = ... (ñì). Çðîáè òå ñàìå äëÿ ÷åðâîíî¿ ñìóãè çë³âà â³ä åêðàíó. Çàïèøè: açë³âà = ... (ñì). a ñïðàâà + açë³âà =K Îá÷èñëè ñåðåäíº çíà÷åííÿ a = 2 7. ϳäñòàâ ó ôîðìóëó (2) ñâî¿ çíà÷åííÿ. Ïðîñë³äêóé, ùîá ö³ çíà÷åííÿ áóëè âèñëîâëåí³ â îäíèõ îäèíèöÿõ ñì àáî ìì. Çàïèøè: λ = ... (ñì). Äîïèñàâøè ìíîæíèê 10 2, îäåðæèø çíà÷åííÿ ó ìåòðàõ. 8. Ïîâåðíèñü äî ïóíêòó 6 ³ çðîáè â³äïîâ³äí³ âèì³ðþâàííÿ òà ðîçðàõóíêè äëÿ îðàíæåâî¿, æîâòî¿ òà ³íøèõ ñìóã. Îäåðæàí³ òîáîþ çíà÷åííÿ ïîâèíí³ áóòè â òàêèõ ìåæàõ: ÷åðâîíèé 590 ⋅ 10 9 760 ⋅ 10 9 (ì); æîâòî-îðàíæåâèé 560 ⋅ 10 9 590 ⋅ 10 9 (ì); çåëåíèé 500 ⋅ 10 9 560 ⋅ 10 9 (ì); ñèíüî-çåëåíèé 470 ⋅ 10 9 500 ⋅ 10 9 (ì); ô³îëåòîâèé, ñèí³é 380 ⋅ 10 9 470 ⋅ 10 9 (ì).
Âèñíîâîê: ìè íàâ÷èëèñü çà äîïîìîãîþ äèôðàêö³éíî¿ ðåø³òêè âèì³ðþâàòè äîâæèíó ñâ³òëîâî¿ õâèë³.
268
Çàïèòàííÿ òà çàâäàííÿ, ÿê³ òîá³ ìîæóòü çàïðîïîíóâàòè 1. ×èì â³äð³çíÿºòüñÿ äèôðàêö³éíèé ñïåêòð â³ä äèñïåðñ³éíîãî? Çîâí³ ö³ ñïåêòðè â³äð³çíÿþòüñÿ òèì, ùî ïåðøèé ìຠïåð³îäè÷í³ñòü. Òîáòî ó äèôðàêö³éíîìó ñïåêòð³ ìè ñïîñòåð³ãàºìî â³äðàçó ê³ëüêà ñïåêòð³â. Ïî-äðóãå, äèôðàêö³éíèé ñïåêòð ïî÷èíàºòüñÿ ô³îëåòîâîþ ñìóãîþ ³ çàê³í÷óºòüñÿ ÷åðâîíîþ, à äèñïåðñ³éíèé íàâïàêè. 2. ßêùî ëþäèíà áà÷èòü ðàéäóæí³ ê³ëüöÿ íàâêîëî äæåðåëà ñâ³òëà ïðè ÷èñòîìó ïîâ³òð³, òî ë³êàð³ ââàæàþòü öå îçíàêîþ ïîìóòí³ííÿ ïðîçîðèõ ñåðåäîâèù îêà (ïî÷àòêîì âèíèêíåííÿ êàòàðàêòè). ×îìó? Öå ïîÿñíþºòüñÿ òèì, ùî ñâ³òëî, ïðîõîäÿ÷è êð³çü êàëàìóòíå ñåðåäîâèùå, äຠäèôðàêö³éíó êàðòèíó.
Ëàáîðàòîðíà ðîáîòà ¹6 Ñïîñòåðåæåííÿ ñóö³ëüíîãî ³ ë³í³é÷àñòîãî ñïåêòð³â Ìåòà ðîáîòè: îçíàéîìèòèñü ³ç ñïåêòðîñêîïîì ïðÿìîãî çîðó òà çà éîãî äîïîìîãîþ ñïîñòåð³ãàòè ñóö³ëüíèé òà ë³í³é÷àñòèé ñïåêòðè âèïðîì³íþâàííÿ òà ñïåêòðè ïîãëèíàííÿ. Òîá³ áóäóòü ïîòð³áí³: ñïåêòðîñêîï ïðÿìîãî çîðó, ëàìïî÷êà íà ñòîÿêó, ëþì³í³ñöåíòíà ëàìïà, âèñîêîâîëüòíèé ³íäóêòîð, äæåðåëî æèâëåííÿ, íàá³ð ñïåêòðàëüíèõ òðóáîê ç âîäíåì, íåîíîì ÷è ãå볺ì, ñïèðò³âêà, êîëáà ç ïàðîþ éîäó, ç ºäíóâàëüí³ äðîòè, ðåîñòàò, ïðîá³ðêè ç âîäíèìè ðîç÷èíàìè ñîëåé ìåòàë³â (NaCl, BaCl2) ³ âàòíèìè ´íîòàìè íà äðîòèíàõ, øòàòèâ. Ïîÿñíåííÿ òà ðåêîìåíäàö³¿ äî ðîáîòè: Ñïåêòðîñêîï öå ïðèëàä äëÿ ñïîñòåðåæåííÿ òà âèâ÷åííÿ ñïåêòð³â (òîáòî öå ïðèëàä, ÿêèé äîáðå ðîçä³ëþº ñâ³òëîâ³ õâèë³ ð³çíî¿ äîâæèíè). Áóäîâà ñïåêòðîñêîïà íàâåäåíà íà ìàëþíêó. Âèïðîì³íþâàííÿ ïîòðàïëÿº ó êîë³ìàòîð (öå P òðóáà ç âóçüêîþ ù³ëèL1 L2 íîþ ³ çáèðàþ÷îþ ë³íçîþ L1). Ù³ëèíà çíàõîäèòü269
ñÿ íà ôîêóñí³é â³äñòàí³ â³ä ë³íçè, ³ ÷åðåç öå ç êîë³ìàòîðà ³äå ïàðàëåëüíèé ïîò³ê ñâ³òëà ³ ïîòðàïëÿº íà ïðèçìó P. Âíàñë³äîê äèñïåðñ³¿, ñâ³òëîâ³ õâèë³ ð³çíèõ ÷àñòîò çàëîìëþþòüñÿ ïî-ð³çíîìó. Òîìó ï³ñëÿ ïðèçìè âîíè éäóòü íåïàðàëåëüíî ³ ïîòðàïëÿþòü íà ë³íçó L2. Öÿ ë³íçà ôîêóñóº ïðîìåí³ íà åêðàí. Êîæí³é ÷àñòîò³ (òî÷í³øå âóçüêîìó ñïåêòðàëüíîìó ³íòåðâàëó) â³äïîâ³äຠñâîº çîáðàæåííÿ. Óñ³ çîáðàæåííÿ óòâîðþþòü ñïåêòð. Çàì³ñòü äðóãî¿ ë³íçè òà åêðàíó ìîæå âèêîðèñòîâóâàòèñü çîðîâà òðóáà äëÿ â³çóàëüíîãî ñïîñòåðåæåííÿ ñïåêòð³â.
Âèêîíàííÿ ðîáîòè
1. Âñòàíîâè ëàìïó ðîçæàðþâàííÿ íàïðîòè ù³ëèíè ñïåêòðîñêîïà. Çàñâ³òè ëàìïó ³ ñïîñòåð³ãàé ñóö³ëüíèé ñïåêòð âèïðîì³íþâàííÿ ¿¿ íèòêè (öå êîëüîðè â³ä ÷åðâîíîãî äî ô³îëåòîâîãî). 2. Ñïðÿìóé ñïåêòðîñêîï íà ëþì³í³ñöåíòíó ëàìïó (ëàìïó äåííîãî ñâ³òëà). Òè òàêîæ ïîáà÷èø ñóö³ëüíèé ñïåêòð âèïðîì³íþâàííÿ, à íà éîãî ôîí³ æîâòó, çåëåíó ³ ô³îëåòîâó ë³í³¿ âèïàð³â ðòóò³ (çãàäàé, ùî ëàìïà äåííîãî ñâ³òëà çàïîâíåíà âèïàðàìè ðòóò³). 3. Âñòàíîâè òðóáêó ç ãå볺ì ó òðèìà÷ ³ ïðèºäíàé ïðèëàä äî äæåðåëà æèâëåííÿ. Ñïåêòðàëüíà òðóáêà çàñâ³òèòüñÿ, ³ òè ïîáà÷èø ë³í³é÷àñòèé ñïåêòð âèïðîì³íþâàííÿ ãåë³þ ñèíþ, òðè çåëåíèõ, æîâòó òà äâ³ ÷åðâîí³ ñìóãè. 4. Ïîâòîðè ñïîñòåðåæåííÿ ç òðóáêîþ ç âîäíåì. Òè îäåðæèø ë³í³é÷àñòèé ñïåêòð ó âèãëÿä³ ê³ëüêîõ ñèí³õ, çåëåíî¿ òà ÷åðâîíî¿ ñìóã. 5. Ïîì³ñòè ïåðåä ù³ëèíîþ ïîëóì ÿ ñïèðò³âêè. Ïî ÷åðç³ âíîñü ó íüîãî øìàòî÷êè âàòè, çìî÷åíî¿ âîäíèìè ðîç÷èíàìè õëîðèäó íàòð³þ ³ õëîðèäó áàð³þ. Íà ôîí³ ñëàáêîãî ñóö³ëüíîãî ñïåêòðà òè ïîáà÷èø ÿñêðàâ³ ñïåêòðàëüí³ ñìóãè íàòð³þ ³ áàð³þ. 6. Ðîçì³ñòè íàä ñïèðò³âêîþ êîëáó ç êðèñòàëàìè éîäó. Êîëáà ïîâèííà áóòè çàêîðêîâàíà. À íà ñàìó êîëáó ñïðÿìóé ñâ³òëî â³ä ëàìïè. ßê ò³ëüêè êîëáà çàïîâíèòüñÿ ïàðîþ éîäó, òè ïîáà÷èø, ùî â çåëåíî-ñèí³é ÷àñòèí³ ñïåêòðà ç ÿâëÿòüñÿ ñìóãè ïîãëèíàííÿ.
Âèñíîâîê: ìè îçíàéîìèëèñÿ ç áóäîâîþ òà ïðèíöèïîì 䳿 ñïåêòðîñêîïà, çà éîãî äîïîìîãîþ ñïîñòåð³ãàëè ñïåêòðè âèïðîì³íþâàííÿ òà ïîãëèíàííÿ äåÿêèõ ðå÷îâèí. 270
Çàïèòàííÿ òà çàâäàííÿ, ÿê³ òîá³ ìîæóòü çàïðîïîíóâàòè 1. ßê³ ðå÷îâèíè äàþòü ñóö³ëüíèé ñïåêòð? ßê³ ë³í³é÷àñòèé? Ñóö³ëüíèé ñïåêòð äàþòü ðå÷îâèíè, ÿê³ çíàõîäÿòüñÿ ó òâåðäîìó àáî ð³äêîìó ñòàí³, à òàêîæ ñèëüíî ñòèñíóò³ ãàçè. Ùîá éîãî îòðèìàòè, òðåáà íàãð³òè ðå÷îâèíó äî âèñîêî¿ òåìïåðàòóðè. ˳í³é÷àñò³ ñïåêòðè äàþòü óñ³ ðå÷îâèíè ó ãàçîïîä³áíîìó àòîìàðíîìó (óâàãà!) ñòàí³. Öå îñíîâíèé ôóíäàìåíòàëüíèé òèï ñïåêòðà. 2. ×èì â³äð³çíÿþòüñÿ ë³í³é÷àñò³ ñïåêòðè ð³çíèõ ãàç³â ³ ïàðè? ²çîëüîâàí³ àòîìè ð³çíèõ ãàç³â âèïðîì³íþþòü ñóâîðî âèçíà÷åí³ äîâæèíè õâèëü ³ ìàþòü ñâ³é, õàðàêòåðíèé ò³ëüêè äëÿ äàíîãî õ³ì³÷íîãî åëåìåíòà, âèä ñïåêòðó. 3. Êîëè âèíèêຠñïåêòð ïîãëèíàííÿ ³ ÷èì â³í â³äð³çíÿºòüñÿ â³ä ñóö³ëüíîãî ³ ë³í³é÷àñòîãî ñïåêòð³â âèïðîì³íþâàííÿ? ³äîìî, ùî ãàç íàéá³ëüø ³íòåíñèâíî ïîãëèíຠñâ³òëî ÿê ðàç òèõ äîâæèí õâèëü, ÿê³ â³í ñàì âèïðîì³íþº ó ñèëüíî ðîç³ãð³òîìó ñòàí³. ßêùî íà ôîí³ áåçïåðåðâíîãî ñïåêòðà ìè áà÷èìî òåìí³ ë³í³¿ öå ³ º ë³í³¿ ïîãëèíàííÿ, ÿê³ ó ñóêóïíîñò³ óòâîðþþòü ñïåêòð ïîãëèíàííÿ.
Ëàáîðàòîðíà ðîáîòà ¹7 Âèâ÷åííÿ òðåê³â çàðÿäæåíèõ ÷àñòèíîê çà ãîòîâèìè ôîòîãðàô³ÿìè Ìåòà ðîáîòè: íàáóòè íàâè÷îê ó ÷èòàíí³ ôîòîãðàô³é ðóõó çàðÿäæåíèõ ÷àñòèíîê, ñôîòîãðàôîâàíèõ ó êàìåð³ ³ëüñîíà. Íàâ÷èòèñü ³äåíòèô³êóâàòè çàðÿäæåí³ ÷àñòèíêè çà òðåêîì. Òîá³ áóäóòü ïîòð³áí³: ôîòîãðàô³¿ òðåê³â, òðèêóòíèê, öèðêóëü, îë³âåöü, ïðîçîðèé ïàï³ð. Ïîÿñíåííÿ òà ðåêîìåíäàö³¿ äî ðîáîòè: Íà ôîòîãðàô³¿ ïðåäñòàâëåí³ òðåêè çàðÿäæåíèõ ÷àñòîê, ÿê³ çíàõîäÿòüñÿ ó ìàãí³òíîìó ïîë³. Öèôðîþ 1 ïîì³÷åíèé òðåê ïðîòîíà. Ë³í³¿ ³íäóêö³¿ ìàãí³òíîãî ïîëÿ ïåðïåíäèêóëÿðí³ äî ïëîùèíè ôîòîã- 2 ðàô³¿. Ïî÷àòêîâ³ øâèäêîñò³ îáîõ ÷àñòèíîê îäíàêîâ³ ³ ïåðïåíäèêóëÿðí³ äî ïëîùèíè ôîòîãðàô³¿. 1
271