Порядок работы
1. Включить ртутную лампу (включает дежурный по лаборатории или преподаватель).
2. Установить зеленый светофильтр.
3. Поворачивая в небольших пределах пластину Р, добиться хорошей видимости интерференционной картины.
4. С помощью винта j измерительного устройства определить положение центра (вначале на глаз). Затем, незначительно перемещая стрелку вдоль оси j , измерить по оси i несколько хорд для выбранного кольца. Естественно, что наибольшая из хорд и будет диаметром данного кольца.
Можно показать, что если положение центра по оси j определено с погрешностью, не превышающей 1 мм, то это внесет в окончательные измерения погрешность не более 0.5%.
5. Измерить диаметры не менее 10 темных колец, начиная с третьего или четвертого. Перемещать стрелку только винтом i и фиксировать координаты левых и правых концов диаметров.
6. Повторить измерения с красным и синим светофильтрами.
7. для всех длин волн построить графики зависимости dm2 = f(m), где m - номер кольца, dm - его диаметр.
8. По методу наименьших квадратов рассчитать для всех светофильтров параметр a как тангенс угла наклона полученной прямой.
9. Рассчитать неизвестный радиус кривизны R по формуле (71.1.5), подставляя в нее найденное для зеленого светофильтра значение a0, известную длину зеленой волны 0 = 546,07 0.01 нм и известный радиус R1 = 49,900 0,001 см.
10. Определить по формуле (71.1.8) длины волн 1 и 2 для красного и синего светофильтров.
.
Формулы для расчета погрешности результатов эксперимента
Пользуясь формулами переноса ошибок и пренебрегая погрешностью длины волны, погрешность Rx можно записать так:
Погрешность для длины волны удобнее рассчитывать через относительные погрешности
при этом последним слагаемым под корнем можно пренебречь.
Содержание отчета
1. Величины диаметров и их квадратов ряда колец для трех светофильтров (в виде таблицы).
|
Зеленый фильтр |
Красный |
Синий |
|||
m |
d (мм) |
d2 (мм2) |
d (мм) |
d2 (мм2) |
d (мм) |
d2 (мм2) |
4 |
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
.. |
|
|
|
|
|
|
… |
|
|
|
|
|
|
15 |
|
|
|
|
|
|
2. Графики зависимости dm2 = f(m) для трех длин волн.
3. Расчет по методу наименьших квадратов tg = a для трех длин волн.
4. Расчет величины Rx и ее погрешности.
5. Расчет двух длин волн и их погрешностей.
Вопросы
1. В чем различие между интерференционными полосами равного наклона и равной толщины? Примером, какого из этих случаев являются кольца Ньютона?
2. В чем различие колец Ньютона наблюдаемых в отраженном и проходящем свете?
3. Каково условие образования темного (светлого) кольца Ньютона?
4. Какие особенности имеют кольца Ньютона при наблюдении в белом свете?