Работа с аппаратом

Описанный универсальный прибор даёт возможность поставить ряд разнообразных демонстраций, часть которых приводится ниже.

1. Демонстрация вертикальных объектов. На скамью аппарата, подготовленного для вертикального проецирования, как это было описано выше, устанавливают тот или иной прибор. Передвигают прибор по скамье к конденсору и располагают на таком расстоянии, чтобы он был весь освещён. Поперечное сечение конуса света, выходящего из конденсора, должно быть несколько больше поперечного сечения объекта.

Затем на скамью устанавливают с помощью рейтора объектив и, перемещая его вдоль оптической оси конденсора, получают на экране резкое изображение объекта. На рисунке 5 показана такая установка.

В вертикальной плоскости можно также демонстрировать различные диапозитивы. Для этого, как было показано на рисунке 6, в рейтор устанавливается двойная рамка на ширме 8.,

2. Демонстрация горизонтальных объектов. На конденсорную линзу аппарата, подготовленного для горизонтального проецирования (рис. 4), помещают соответствующий объект: прибор для демонстрации модели броуновского движения, или кристаллизатор с водой для наблюдения изменения поверхностного натяжения, или ванну для иллюстрации обтекания тел разной формы и т.д. Затем с помощью объектива получают резкое изображение на экране всех деталей проецируемого прибора.

3. Дисперсия света. Для получения на экране сплошного спектра собирают сначала установку по схеме, показанной на рисунке 7, но только без призмы, и на экране, расположенном в положении э_ь получают резкое изображение щели. Затем перед объективом, на столик, устанавливают обычную трёхгранную призму из флинтгласа или призму прямого зрения.

В первом случае лучи света, пойдя призму, не только разложатся на цветные, но и отклонятся в сторону от оптической оси. Поэтому, чтобы получить изображение спектра, следует экран перенести в положение Э2, приблизительно на такое же расстояние от призмы.

Во втором случае, когда берётся призма прямого зрения, переносить экран не нужно, но всю установку следует расположить так, чтобы экран был хорошо виден аудитории.

Внешний вид установки для демонстрации сплошного спектра с трёхгранной призмой показан на рисунке 8.

Для демонстрации линейчатых спектров установку оставляют такой же, как описано выше, но только вместо кинолампы в качестве источника света берут лампу ртутную, например «СВДШ-250», или лампу дуговую с углями, в которой предварительно введены те или иные соли. В последнем случае на экране получается сплошной спектр, а на его фоне будут выделятся яркие линии линейчатого спектра.

Следует иметь в виду, что все опыты по дисперсии света значительно лучше получаются с призмой прямого зрения.

4. Интерференция света. На рисунке 9 изображена схема расположения приборов для демонстрации интерференции света с бипризмой, а на рисунке 10 представлена и сама установка, которая собирается в следующем порядке, сначала с помощью конденсора получают на поверхности щели, установленной на его главной оптической оси, изображение источника света такого размера, чтобы вся щель была полностью закрыта ярким, светящимся пятном. Затем на расстоянии 200-250 мм от освещённой щели устанавливают бипризму (при этом скамью приходится несколько раздвинуть), а за ней приблизительно на расстоянии одного метра - экран.

Ребро призмы должно быть строго параллельно щели и находиться с ней в одной вертикальной плоскости, проходящей вдоль оптической оси конденсора, чтобы плоский пучок лучей от щели освещал только ребро призмы.

Уменьшая ширину щели до 0,15-0,1 мм, получают на экране интерференционную картину шириной 1,5-2 см. При этом рекомендуется экран поставить не перпендикулярно лучам света, а под тупым углом, как показано на схеме пунктиром (рис. 9). В этом случае изображение «вытянется» в ширину и полосы интерференции будут хорошо заметны на экране. Успех этой демонстрации зависит исключительно от тщательности установки на скамье указанных выше деталей. Поэтому и щель и бипризма должны быть вставлены в рейторе с регулировочными винтами. Без возможности плавного поперечного перемещения щели и бипризмы, которое обеспечивается рейтором, и без одновременной возможности вращения бипризмы относительно оптической оси в ширме, на которой она укреплена, проведение этого опыта было бы крайне затруднительно.

Интерференционную картину в виде колец Ньютона можно продемонстрировать всей аудитории с помощью установки, показанной на рисунке 11, где выдвижная часть скамьи поставлена под некоторым углом к основной части. Расположение приборов ясно видно на схеме (рис. 12), представляющей всю установку в плане.

В этом опыте можно одновременно получить два изображения колец Ньютона на двух экранах Э1 и Э2, причём первое - в проходящем свете, а второе - в отражённом.

5. Дифракция света. Установку на скамье аппарата собирают для этого опыта в таком же порядке, как и для демонстрации дисперсии света, с той лишь разницей, что вместо призмы ставят перед объективом дифракционную решётку, имеющую 50 или 100 штрихов на миллиметр. При этом щель должна быть установлена параллельно штрихам дифракционной решётки.

Демонстрацию дифракции света от нити проводят аналогично опыту с бипризмой, причём нить (тонкий волос) располагают в том месте установки, где должно находиться ребро бипризмы в описанном выше опыте.

При демонстрации явлений интерференции и дифракции света необходимо обратить внимание на тщательность затемнения аудитории, где проводятся опыты.

6. Поляризация света. Схема расположения приборов для демонстрации явлений поляризации света показана на рисунке 13. Сама же установка представлена на рисунке 14, где между поляроидами помещён небольшой винтовой пресс, сжимающий пластинку из органического стекла.

В этой установке объектив располагают за поляроидом так, чтобы на экране получилось резкое изображение объекта, освещённого с помощью конденсора. Затем постепенно вращают один из поляроидов в его оправе. Тогда на экране будут наблюдаться явления интерференции поляризованного света в виде разноцветно окрашенной картины, по которой, в частности, можно судить о распределений напряжений при сдавливании пластинки из органического стекла винтовым прессом.