Выполнил: Художитков В.Э. гр. 932.1
Лабораторная работа №2.2
«Кольца Ньютона»
Цель работы: изучение интерференции; наблюдение колец Ньютона; определение радиуса кривизны линзы; изменение длины волны квазимонохроматических источников света; наблюдение световых биений; определение длины и времени когерентности источника излучения.
Оборудование: лабораторный источник света, объект – микрометр, оправа с линзой и стеклянной пластинкой, окулярный микрометр.
Ход работы:
Схема установки:
Рисунок 1. Оптическая схема установки для наблюдения колец Ньютона в отраженном свете: S – источник света; 1 – светофильтр; 2 – полупрозрачная стеклянная пластинка; 3 – объектив микроскопа; 4 – исследуемая линза; 5 – плоская отполированная стеклянная пластинка; 6 – окуляр микроскопа.
Рисунок 2. Внешний вид экспериментальной установки.
Задание №1: Определение цены деления окулярного микрометра.
Составим таблицу, в которой установим цену деления окулярного микрометра:
Δ |
N |
δ |
мм |
делений |
мм/деление |
0 |
78,5 |
|
0,05 |
86,5 |
0,00625 |
0,1 |
98 |
0,005128205 |
0,15 |
110 |
0,004761905 |
0,2 |
122 |
0,004597701 |
0,25 |
134 |
0,004504505 |
0,3 |
145 |
0,004511278 |
0,35 |
156,5 |
0,004487179 |
0,4 |
168 |
0,004469274 |
0,45 |
180 |
0,004433498 |
0,5 |
191,5 |
0,004424779 |
0,55 |
203,5 |
0,0044 |
0,6 |
215 |
0,004395604 |
0,65 |
227 |
0,004377104 |
0,7 |
239 |
0,004361371 |
0,75 |
251 |
0,004347826 |
0,8 |
262 |
0,004359673 |
0,85 |
273 |
0,00437018 |
0,9 |
285,5 |
0,004347826 |
0,95 |
297 |
0,004347826 |
1 |
308 |
0,004357298 |
Таким образом мы нашли цену деления окулярного микрометра и посчитали её стандартное отклонение: δ = 4,56 ± 0,44 мкм.
Задание №2: Определение радиуса кривизны линзы.
Для определения радиуса кривизны линзы используется полупроводниковый лазер ( λ = 6550 Å). Определяем радиусы колец Ньютона и с помощью следующей формулы:
(1)
находим радиус кривизны линзы: R = 45,801 ± 0,844 мм.
Также находим его графическим методом, построив зависимость rm2 (m) (где m – порядок интерференционного кольца):
а также аппроксимирующую прямую, и с помощью формулы:
(2)
получим: R = 45,802 мм.
Задание №3: Определение длин волн светодиодных источников.
Исходя из радиуса кривизны, определенного в предыдущем задании, с помощью формулы (1) определим длины волн различных светодиодов. Для зеленого светодиода получим : λз = 5732 ± 349 Å. Для синего: λс = 4513 ± 587Å. Для красного: λк = 6329 ± 292 Å
Задание №4: Определение длины и времени когерентности.
Используя белый светодиод в опыте получим интерференционную картину из которой определим максимальный порядок интерференционной полосы: mmax=7. Далее используя следующую формулу:
(3)
где λср=5500 Å. Также оценим время когерентности τ с помощью формулы:
.
В результате получим: lког=3,85 мкм и τ=12,8 фс.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.