Описание установки и метода измерений

На рис. 3 изображена схема установки для наблюдения интерференционных колец в отраженном свете. Здесь 1 - источник света (полупроводниковый лазер), подключенный через блок питания к сети переменного тока на 220 В (измеряется длина волны этого излучения); 2-линза, направляющая свет на оптическую сборку 3 для наблюдения колец Ньютона; 4 - экран на котором наблюдаются кольца Ньютона.

Монохроматические лучи от лазера 1 , проходя через линзу 2, попадают на оптическую сборку 3 и отражаются от нее на экран 4. Измерение радиуса данного кольца производится по шкале измерительной линейки.

Порядок выполнения работы:

1. Задайте вариант работы.

2. Включить лазер 1, нажав на кнопку, находящуюся на корпусе прибора. При этом должно появиться излучение.

3. Перемещая оптическую сборку 3 выставить расстояние между ней и источником излучения L=1,5 м.

4. На экране 4 по шкале измерительной линейки измерить радиусы четырёх колец. Результаты занести в таблицу 1.

5. Повторить пункт 4 для расстояний L=1,75 м и L=2 м

Обработка результатов измерений:

1. Коэффициент увеличения оптической системы k определить по формуле:

,

где L - расстояние от оптической сборки до экрана в мм, F - фокусное расстояние линзы, равное 50 мм.

2. Фактические радиусы колец r_kmf, соответствующие условиям максимума рассчитать по формуле:

3. По формуле (15) определить по два значения длины световых волн, используя радиусы двух любых колец. Радиус кривизны линзы R оптической сборки принять равным 1000 мм.

4. Рассчитать средние значения длины волны света по результатам двух опытов.

5. Рассчитать средние значения длины волны света по результатам, получаемым при разных расстояниях L.

6. Определить абсолютную погрешность вопределении длины волны света как при многократных измерениях.

7. Определить относительную ошибку в определении длины волны света.

Таблица 1

L, м	k	№ кольца	rkm, м	rkmf, м	,м	,м	, м	, %
1,5
1,75
средн.	***	***	***	***	***

Контрольные вопросы:

1. В чем заключается явление интерференции?Какие источники света называются когерентными? Как их получают? Назовите примеры получения когерентных источников света.

2. Запишите условия минимума и максимума при интерференции световых волн.

3. Как изменится расположение колец при замене желтого цвета красным, синим?

4. В центре линзы в отраженном свете должно быть темное пятно, но если между линзой и пластинкой попадут пылинки, то пятно может быть светлым. Объясните почему?

Тесты:

1. Формула условия максимума при интерференции света:

А.

В.

С.

2. Формула условия минимума при интерференции света:

А.

В.

С.

3. Волны, имеющие одинаковый период колебаний, и постоянную во времени разность фаз, называются: А. Монохроматическими В. Когерентными С. Однонаправленными

4. Когерентные источники света можно получить с помощью

А. Двух линз В. Зеркал Френеля С. Дифракционной решетки

5. Что такое оптическая разность хода?

А. Это разность геометрических путей двух когерентных волн

В. Это разность длин волн двух когерентных источников света

С. Это разность оптических путей двух волн

6. Формула оптической разности хода двух волн на тонкой пленке в отраженном свете:

А. В. С.

7. Радиус колец Ньютона зависит

А. От длины волны света и от увеличения микроскопа

В. От радиуса кривизны линзы и от увеличения микроскопа

С. От длины волны света и радиуса линзы

8. При какой минимальной толщине пленка, отражающая солнечные лучи под углом 30^о, будет казаться окрашенной в зеленый цвет ( ? Показатель преломления пленки равен 1,42.

А. 2 мкм В. 0,1 мкм С. 10^{-6 м}

9. Чему равен радиус пятого светлого кольца Ньютона, наблюдаемого с помощью линзы радиуса 40 см в отраженном свете длиной волны 6328 ?

А. 0,01 мм В. 0,1 мм С. 1,0 мм

10. Кольца Ньютона наблюдаются с использованием линзы радиуса 30 см в отраженном свете длиной волны 0,55 мкм. Какое расстояние между третьим и шестым темными кольцами?

А. 0,38 мм В. 0,12 см С. 0,29 мм

Выводы:

Лабораторная работа № 5

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЛИНЫ СВЕТОВОЙ ВОЛНЫ С ПОМОЩЬЮ ДИФРАКЦИОННОЙ РЕШЕТКИ

Цель работы:

1. Изучение явления дифракции света и наблюдение дифракционного спектра.

2. Определение длины световой волны с помощью дифракционной решетки.

Приборы и принадлежности:

1. Оптическая скамья.

2. Полупроводниковый лазер

3. Дифракционная решетка.

4. Экран со шкалой.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: