Измерение постоянной Гладстона-Дейла и молекулярной рефракции для воздуха. Вишняков В.И - 7 стр.

UptoLike

Рубрика: 

Все дальнейшие измерения проводить только при положении переключателя 4 на «И».
5. Включить микро компрессор в сеть. При этом кран рессивера должен быть открытым.
6. Постепенно закрывая кран К, добиться такой малой скорости смещения интерференционной
картины, при которой можно успевать снимать и записывать показания h
1
и h
2
манометра,
соответствующие сдвигу картины на полполосы, т.е. при q, равном 0.5; 1.0; 1.5 и т.д. Смещение
картины на полполосы означает, что в том месте, где была середина светлой полосы,
появляется середина соседней с ней тёмной полосы.
Значения q и соответствующие каждому q средние значения h
1
и h
2
занести в таблицу.
l=… см,
λ
=… мкм, Т=…
°
С
qh
2
, мм h
1
, мм
p=
h
2
- h
1
,мм
p, Па
∆ρ
, кг/м
3
n
7. По формуле l
n=q
λ
определить изменение показателя преломления
n для каждого
избыточного давления
p=
|
h
2
- h
1
|
в полости В интерферометра. Результаты занести в таблицу.
8. По формуле
∆ρ
=
p
µ
/RT найти изменение плотности воздуха для каждого избыточного
давления
p=
h
2
- h
1
. Принять при этом для молекулярной массы воздуха
µ
=28.96·10
-3
кг/моль. Результаты вычислений занести в таблицу.
9. Построить график зависимости
n=f(
p). Из наклона графика найти среднее значение
коэффициента пропорциональности К=
n/
∆ρ
, К=К(
ω
), по сле чего с помощью формулы (15)
вычислить значение R=R(
ω
).
Анализ и обработка результатов эксперимента методом статического корреляционного анализа.
Проверка формулы ГладстонаДейла. В соответствии с формулой (9), можно написать
n=K
∆ρ
.
(18)
Обозначая
ρ
через x, а
n через y, зависимость (18) можно представить в виде
y=a
1
x. (19)
Таким образом, для подтверждения соотношения ГладстонаДейла необходимо, чтобы
на основании данных опыта подтвердилась гипотеза о линейной зависимости x и y. С этой
целью по результатам измерений вычисляют основные статистические показатели
эксперимента:
а) среднеквадратичные отклонения
2
1
N
1i
2
x
)xx(
1N
1
S
=
==
=
=
==
=
;
2
1
N
1i
2
y
)yy(
1N
1
S
=
==
=
=
==
=
,
где Nчисло измерений;
x
и
y
- средние значения
∆ρ
и
n по всем опытам; x
i
и y
i
их
численные значения в i-ом опыте;
б) коэффициент ковараций
=
==
=
=
==
=
N
1i
iiY,X
)yy)(xx(
1N
1
K
;
(20)
в) коэффициент корреляции
YXY,X
SS/Kr
=
==
=
.
Если коэффициент корреляции удовлетворяет неравенству
)f(tr1/2Nr
α
αα
α
>
>>
>
,
(21)
Все дальнейшие измерения проводить только при положении переключателя 4 на «И».
5. Включить микро компрессор в сеть. При этом кран рессивера должен быть открытым.
6. Постепенно закрывая кран К, добиться такой малой скорости смещения интерференционной
картины, при которой можно успевать снимать и записывать показания h1 и h2 манометра,
соответствующие сдвигу картины на полполосы, т.е. при q, равном 0.5; 1.0; 1.5 и т.д. Смещение
картины на полполосы означает, что в том месте, где была середина светлой полосы,
появляется середина соседней с ней тёмной полосы.
Значения q и соответствующие каждому q средние значения h1 и h2 занести в таблицу.
                                 l=… см, λ=… мкм, Т=… °С
 q     h2, мм   h1, мм           ∆p=h2 - h1,мм                ∆p, Па           ∆ρ, кг/м3            ∆n


7. По формуле l∆n=qλ определить изменение показателя преломления ∆n для каждого
избыточного давления ∆p=| h2 - h1 | в полости В интерферометра. Результаты занести в таблицу.
8. По формуле ∆ρ=∆pµ/RT найти изменение плотности воздуха для каждого избыточного
давления ∆p=h2 - h1. Принять при этом для молекулярной массы воздуха µ=28.96·10-3
кг/моль. Результаты вычислений занести в таблицу.
9. Построить график зависимости ∆n=f(∆p). Из наклона графика найти среднее значение
коэффициента пропорциональности К=∆n/∆ρ, К=К(ω), после чего с помощью формулы (15)
вычислить значение R=R(ω).

Анализ и обработка результатов эксперимента методом статического корреляционного анализа.

Проверка формулы Гладстона – Дейла. В соответствии с формулой (9), можно написать
                                    ∆n=K∆ρ.                                        (18)
Обозначая ∆ρ через x, а ∆n через y, зависимость (18) можно представить в виде
                                           y=a1x.                                    (19)
       Таким образом, для подтверждения соотношения Гладстона – Дейла необходимо, чтобы
на основании данных опыта подтвердилась гипотеза о линейной зависимости x и y. С этой
целью по результатам измерений вычисляют основные статистические показатели
эксперимента:
а) среднеквадратичные отклонения
                                            1                                                     1
            1           N
                                           2                             1        N
                                                                                                  2
      Sx =           ∑(x − x)         2
                                            ;                      Sy = 
                                                                         N −1
                                                                                   ∑   ( y − y )2  ,
           N −1         i =1                                                     i=1            
где N – число измерений; x и y - средние значения ∆ρ и ∆n по всем опытам; xi и yi – их
численные значения в i-ом опыте;
б) коэффициент ковараций
                                       1         N                                                    (20)
                         K X ,Y =
                                     N −1
                                                ∑(x − x
                                                i =1
                                                            i   )( y − y i ) ;
в) коэффициент корреляции
                                      r = K X ,Y / S X S Y .
Если коэффициент корреляции удовлетворяет неравенству
                                                                                                      (21)
                                r N −2 /             1 − r > tα ( f ),