Министерство образования и науки Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Национальный Минерально-Сырьевой Университет «Горный»
Кафедра общей и технической физики
Расчетно-графическая работа на тему: «Кольца Ньютона»
Выполнил: студент группы ЭХТ 11-2 ________ /Рузманов Александр Юрьевич/ (шифр группы) (подпись) (Ф.И.О.)
ОЦЕНКА: ________________
Дата: _____________________
Проверил: доцент_ ___________ /Смирнова Нина Николаевна/ (должность) (подпись) (Ф.И.О.)
Санкт-Петербург 2013
СОДЕРЖАНИЕ
Задание 2.1, вариант 20. 3
1 Теоретические основы работы. 3
1.1 Явление, изучаемое в работе. 3
1.2 Основные определения и термины. 3
1.3 Законы и соотношения, описывающие изучаемые процессы. 5
1.4 Единицы измерения затрагиваемых в работе физических величин и пояснения к ним. 7
2 Решение задачи. 8
3 Графическая часть работы. 10
5 Выводы по результатам работы. 12
Задание 2.1, вариант 20.
На вершине сферической поверхности плоско-выпуклой стеклянной линзы имеется сошлифованный плоский участок высотой 2мм, которым она соприкасается со стеклянной пластинкой. Радиус кривизны выпуклой поверхности линзы 155см.
Изобразить ход интерферирующих лучей.
Найти радиус темного кольца номер 9 при наблюдении в проходящем свете с длинной волны 780нм.
Построить график зависимости радиуса кольца от высоты и радиуса сошлифованного участка.
1 Теоретические основы работы.
1.1 Явление, изучаемое в работе.
Интерференция света.
1.2 Основные определения и термины.
Интерференцией света называется сложение световых пучков, ведущее к образованию светлых и темных полос, которые можно наблюдать визуально.
Если две световые волны придут в одну точку пространства в одинаковой фазе (разность фаз кратна 2π), они будут усиливать друг друга. В этой точке образуется светлый участок интерференционной картины. В тех же точках пространства, в которые волны приходят в противоположных фазах (разность фаз кратна π), они будут ослаблять друг друга и там будет темный участок.
Разность фаз двух интерферирующих в точке волн можно записать следующим образом:
,
где φ1 – фаза первой волны, φ2 – фаза второй волны, λ – длина волны, - оптическая разность хода волн.
Таким образом, результат интерференции зависит от разности фаз интерферирующих волн. Чтобы картина интерференции в каждой точке пространства не менялась со временем, необходимо, чтобы разность фаз была постоянной. В противном случае, в каждой точке пространства волны будут то усиливать, то ослаблять друг друга, а глаз, воспринимая усредненную картину, не обнаружит интерференционных полос. Следовательно, наблюдать интерференционную картину можно лишь в том случае, если интерферирующие волны имеют одинаковую частоту и постоянную разность фаз.
Источники света и испускаемые ими лучи, удовлетворяющие указанным требованиям, называются когерентными. Только когерентные источники света дают стабильные во времени интерференционные полосы.
Интерференционная картина - регулярное чередование областей повышенной и пониженной интенсивности света, получающееся в результате наложения когерентных световых пучков, то есть в условиях постоянной (или регулярно меняющейся) разности фаз между ними.
Интенсивность света в области перекрывания пучков имеет характер чередующихся светлых и темных колец, как было сказано выше, причем в максимумах интенсивность больше, а в минимумах меньше суммы интенсивностей пучков. То есть минимум – это темное кольцо.
Если оптическая разность хода (см. формулу 1) равна нечетному числу длин полуволн, то наблюдается интерференционный минимум (темное кольцо).