Прибор Мюллера и Кольбе. Шайба Гартля. Закон отражения

Прибор Мюллера. По устройству прибор Мюллера близок к прибору Вейнгольда, он также допускает самодельное изготовление и предназначен для индивидуальных наблюдений. К полукруглой доске (d = 20—40 см, с прибавкой вдоль диаметра полосы в 3 см) приделана полоса картона или тонкой фанеры (b = 6—10 см) со щелью (b = 2 мм) посередине и с градусными делениями на внутренней стороне (рис. 229).

Рис. 229. Прибор Мюллера

В центре полукруга проделано отверстие; в него входит ось (d = 1 см), на которой насажена планка (h = 1,5—2 см) в форме кружка, имеющего вдоль одного из диаметров стрелку с одной стороны и ручку для вращения—с другой (рис. 230); стрелка должна доходить до делений. С верхней стороны к вращающемуся кружку приделан брусочек.

Рис. 230. Деталь устройства прибора Мюллера

Плоскость его должна быть перпендикулярна к плоскости кружка и проходить через ось вращения. К этой плоскости брусочка прикрепляется зеркальце (4—8 см x 3 см). Средняя линия зеркала, совпадающая с осью вращения, отмечается, как у прибора Вейнгольда. Зеркальце должно быть установлено так, чтобы при наблюдении через щель и при положении стрелки на нулевом делении изображение щели сливалось с самою щелью.

Опыт с прибором заключается в следующем: поворачивают (ручку) зеркало так, чтобы стрелка указывала определенное деление (например 20°) и затем одним глазом смотрят в щель на зеркало; тогда на средней линии зеркала видно деление с номером, вдвое большим (например 40°).

Вместо наблюдения глазом можно через щель пустить луч света на зеркало и, смотря на прибор со стороны зеркала, найти на шкале место» куда упадет отраженный луч.

Если щель проделать не в середине полуокружности, а на самом ее краю — на конце диаметра А (рис. 229), тогда можно получать углы падения до 90°; при этом деления должны охватывать всю полуокружность.

Шайба Гартля. 1) Прибор. 2) Источник света. 3) Плоское зеркало (№ 1 из набора).

Плоское зеркало при помощи зажимного винта закрепляют так, чтобы его середина совпадала с центром шайбы. Чтобы отраженные от зеркала лучи пересекали плоскость шайбы, надо зеркало чуть наклонить вперед. С этой целью под задний край оправы надо подложить кусочек тонкого картона. Установив шайбу и ширму с одной (средней) щелью так, чтобы световой луч шел вдоль нулевого диаметра, придают зеркалу такое направление, при котором отраженный луч совпадает с падающим (рис. 231, 1).

Рис. 231. Демонстрация на шайбе Гартля закона отражения

Не трогая щели, вращают шайбу и показывают учащимся несколько случаев равенства углов отражения и падения (рис. 231, II).

Прибор Кольбе. 1) Прибор. 2) Источник света. 3) Плоское зеркало (№ 1 из набора).

Оттянув скобу вперед, под нее подкладывают зеркало и устанавливают его так, чтобы отражающая поверхность совпадала с вертикальным диаметром; установку выполняют и поверяют и опыт производят так же, как на шайбе Гартля (опыт 5).

Закон отражения. 1) Плоское зеркало. 2) Лист картона. 3) Булавки. 4) Транспортир. 5) Чертежный треугольник. 6) Остро очиненный карандаш. 7) Циркуль.

На листе картона ставят вертикально плоское зеркало (примерно 5 см х 10 см), привинченное двумя шурупами (с полукруглой головкой и шайбочками) или прикрепленное жестяными уголками к деревянному брусочку (12 см X 6 см X 4 см). Перед зеркалом наискось к нему втыкают две булавки 1 и 2 (рис. 232); затем учащийся смотрит в зеркало одним глазом (держа голову на уровне стола) так,, чтобы видеть обе булавки 1 и 2 совпадающими друг с другом, и втыкает еще две булавки 3 и 4 так, чтобы все четыре булавки казались расположенными на одной прямой линии.

Рис. 232. Установка лабораторной работы на закон отражения

Поверку правильности установки производят, перемещая глаз вправо и влево от прямой, вдоль которой стоят булавки. Все булавки должны стоять вертикально. Булавки 2 и 3 выгодно помещать поближе к зеркалу (на расстоянии 1—2 см).

Отнюдь не сдвигая зеркала, убирают булавки и обводят небольшим кружком 4 укола, сделанных окончательно установленными булавками; осторожно придерживая зеркало левой рукой, проводят карандашом черту AB вдоль переднего края зеркала, которое затем удаляют (рис. 233).

Рис. 233. Чертеж к лабораторной работе на законе отражения

Через уколы 1—2 и 3—4 проводят возможно тщательнее две прямые СО и ЕО, пересекающиеся в точке О, лежащей на отражающей задней поверхности зеркала (чтобы уменьшить влияние преломления лучей, происходящего на поверхности зеркала, надо применять зеркала из возможно более тонкого стекла).

Через точку О проводят перпендикуляр DO к линии AB (для этого сделаны циркулем засечки а, b, с и d). При помощи транспортира измеряют угол падения COD и угол отражения EOD; углы эти должны (в пределах ошибки в 1°) оказаться равными.

Вместо измерения углов транспортиром можно из точки О описать дугу CDE и сравнить между собой две дуги CD и ED. Вместо булавок можно применять линейки с диоптрами в виде щелей.