Описание экспериментальной установки и

Дата: 2025-06-02; Просмотры: 26

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

методики выполнения работы

Установка для наблюдения колец Ньютона показана на рис. 2.

Источником света является ртутная лампа (1) с источником питания (2) и двойным конденсором (3). Конденсор, или осветительная линза, помещается между ртутной лампой и устройством для получения колец Ньютона (4). С помощью собирающей линзы (5), на держатель которой закрепляется светофильтр (6), увеличенное изображение колец и миллиметровой измерительной шкалы проецируется на экран (7), расположенный на расстоянии 40 см от линзы на оптической скамье (8). Цена деления шкалы 1 мм. В описанной установке кольца Ньютона наблюдаются в проходящем свете.

Рис. 2

В реальной установке соприкосновение линзы и пластинки не является идеальным и толщина воздушного зазора на расстоянии от точки соприкосновения составляет . Величина имеет положительное значение, если между линзой и пластинкой имеются частицы пыли и отрицательное значение при более высоком давлении линзы на пластинку. Таким образом, оптическая разность хода интерферирующих лучей равна

.

В соответствии c (2)

.

Для темного кольца , следовательно

.

Для двух различных колец

Для вычисления полученную формулу удобнее представить в виде

. (3)

Зная длину волны используемого монохроматического света и измерив на установке радиусы колец, можно по формуле (3) рассчитать радиус кривизны линзы .

Выражение (3) позволяет получить формулу для определения длины волны по известному радиусу кривизны:

. (4)

Порядок выполнения работы

Задание 1. Определение радиуса кривизны линзы.

1. Установить светофильтр, пропускающий свет известной длины волны (по указанию преподавателя), и записать значение в табл. 1.

2. Включить источник света и убедиться в наличии на экране четкой интерференционной картины (рекомендуемые положения на оптической скамье: лампа – 11 см, конденсор – 22 см, устройство для получения колец – 44,5 см, линза со светофильтром – 50 см, экран – 90 см).

3. При помощи трех регулировочных винтов на устройстве для получения колец Ньютона совместить центр интерференционной картины со средней точкой миллиметровой шкалы, спроецированной на экран.

4. Измерить радиусы темных колец справа ( ) и слева ( ) от центра интерференционной картины; результаты измерений занести в табл. 1.

5. Выключить источник света.

Таблица 1

№ кольца				Номера колец в сочетании, и
1
2
3
4
5
6
7
8
9
среднее

6. Вычислить средние значения радиусов: .

7. По формуле (3) вычислить три раза значение радиуса кривизны , используя различные сочетания колец и больших порядков, измерение радиусов которых производится более точно.

8. Рассчитать ; ,

, .

9. Записать окончательный результат в виде .

Задание 2. Определение длины волны монохроматического света.

1. Установить светофильтр, пропускающий свет неизвестной длины волны.

2. Выполнить п. 2-6 задания 1; экспериментальные данные занести в табл. 2.

Таблица 2

№ кольца				Номера колец в сочетании, и
1
2
3
4
5
6
7
8
9
среднее

3. По формуле (4) вычислить три раза значение длины волны , используя значение и различные сочетания колец и (больших порядков).

4. Рассчитать , , .

5. Записать окончательный результат в виде .

Контрольные вопросы

1. Что представляет собой свет согласно волновой теории?

2. Что такое интерференция света?

3. Какие волны называются когерентными?

4. Записать и сформулировать условие наблюдения интерференционных максимумов.

5. Записать и сформулировать условие наблюдения интерференционных минимумов.

6. Изобразить схематически, как осуществляется интерференция в системе линза – стеклянная пластинка. Какие лучи интерферируют между собой?