Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

random books / Андреев, Денисов., Казаков., Максимов - Оптика и квантовая физика для выполнения лабораторных работ (2010)

.pdf
Скачиваний:
13
Добавлен:
07.03.2020
Размер:
3.27 Mб
Скачать

%. 2.6. 3 % 0 %0&/ % $%.:

) !%# (

% 12 .

() !$% !" .) !% ;) 0 "' (

% 12 .

(%4 !" .) !%

) %+ ) ( !" %- % 1 1 , ODF % 1 1F %. 2.6 ! 1 * 0 !& !+ !%# %+ !% & :

Γ = h

= b

= b + f

=

b

+1,

(2.6)

 

 

h

 

a

 

 

f

 

f

 

% * 0 ! ) !$% !" . !% & !+ 0 %0 ( % $%+

 

1

1

=

1

 

.

 

 

 

 

 

 

 

(2.7)

a

 

 

 

 

 

 

 

b

 

f

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

) %+ ) ( !" %- % 1 1 , ODF % 1 1F %. 2.6

! 1 * 0 !& !+ !%# %+ !% & :

 

Γ = h

= b

=

f b

= 1−

b

.

(2.8)

f

 

 

h

 

a

 

 

 

 

 

f

 

% * 0 ! %4 !" . !% & !+ 0 %0 ( % $%+

 

1

1

= −

1

.

 

 

 

 

 

(2.9)

a

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

f

 

 

 

 

 

 

# 0 &$%. (2.5), (2.7), (2.9) 2 1 * 0 ! !% & )% & 1

%

±

1

±

1

= ±

1

= ±Φ .

(2.10)

a

b

f

 

 

 

 

 

!+ ) !$% !" . !% &, 12 . . % !" ) % $ - %, ) 0% #! 0% % - «)!1». !% % $% ) ! # + 0 %- 0&0 (- $2%0 +), ) b % + - «0%», 0. * 0 ! (2.7). !% !" ) 0 %( 0 %0 % $% ( ) . & !% & ) / )-

%+ ! # ! )), - «0%» % + ) #! 0 a.

21

1

+

1

=

1

= Φ .

(2.11)

a

b

f

 

 

 

 

 

!+ %4 !" . !% & ) %! - - : ) a- «+», ) *-&0 + % 0 f - «-», ) + % 0 0 %0 ( % $ - %+ b - «-»

1

1

= −

1

= −Φ .

(2.12)

a

b

f

 

 

 

 

3 .'%0 ) %#-%0 ) % 0 !+ 0 % %+ 0 !-%/ ) 0-

+ !+ + ! ) % 12 + - -*-+ !% (%!% % 0 !% ), -1 ) ! ( 1 0$ ) 0 0 % (! 0 !+ ) ! # %+ !%# (

0 %0 ( % $%+ (%. 2.6 ) + %% %! #' ( %+ L0 =250(! . ! ) ) ! ( 1 % 4%% (! , ) % !% % !" -

. *-0 + %1 f ,

) 8 0 0$ #% ", # L = b + f L0 .

* 0 !& (2.6) !+ b = L f ! * 0 ! !+ !%# %+ !% & :

Γ = h

= b + f

=

L f + f

 

=

L

L0

.

(2.13)

f

 

f

 

h

f

 

 

 

 

f

 

3 % % ) !" %% ! )& % $% ) 0 !1 + (! 0 ) (! 0

%+ α′ , ( tgα′ = hL0 , !"'%0, # 0 ( ! %+ ) % 0 %% -

$&0 (! 0 α , ( tgα = hL0 , ) %# 0 ) % 0 !&/ (! /

α′ ≈ tgα′ = hL0 ,

α ≈ tgα = h L0 . % %0&0 !%# % 0 ! )& & + -

' % ( (!

 

α = tgα′

L0

α′ .

(2.14)

f

tgα

α

 

5 )& % % # &/ !% %0 1 !%# % 5-7×, ! !$& ! )&, +2% % -!"-%/ !% % &/ -! %0 1 !%#-

% 6-15× (/!% &) % 10-44× (# & /!% &). !" ! )& &) ! +- 1 -!+ & ) %#-%/ ) % 0%- -) (0. %$ % 3.4), )--

0 (0. 3.5) % . 5 ) %!" &0 !%# % 0 ) !+! - . ) &. ) . !% &. 0%- -) , % &. % XV .

2. % % %"&* $,$" % ' &% ,

. ! &/ !% % ) %#-%/ % 0, +2%/ % -!"-%/ !% , ) !+1 + ) %#-. %! . % ) !$% 0 (! &/ )!-. H , H . !+ %/ * 0 ! / (2.4)-(2.10) !%#% & a, b ) !+1 . -

: + % ) 0 ) . (! . )!-% % +- % % $%+ . (! . )!-% (0. %. 2.7).

.5 (- ! !%# % ) ( 0%- -) 300× % ) & $%! % )% ! 0%-( % 0&.

22

%. 2.7. 3 % % $%. % 12 . ) %#-. % 0

- + % f = 1Φ - 8 + % ) ( *-

) . (! . )!-% H % + % ( *- . (!-

. )!-% H . ) %#-+ %! % 0& %

/ -%/ !% , ) !-

$&/ + %% d , [20, .12]

 

= 1+ 2d 1 2.

(2.15)

3 % d → 0 , %!% ! # d << f1, f2 ) ! %0 #! 0 * 0 ! (2.14)

0$ ) #". 3 8 0 ) %#-% %!& % &/ -%/ !% )-! & 1 +

= 1+ 2 .

(2.16)

3 % - -4%%

%+ %% * 0 ! 0% (2.15), (2.16) !% -

-0 # !- ) )% & 1 #-% 2<0, !" -0 2>0.

0 %0 ) %0 & /!% &/ ) %#-%/ % 0 0%- -) (%. 2.8), % ) !" 0 ( 3.4 ( )-%-0, % )- , # % 0 !" %0 %-)- , !$2 ( !+ 0 4%% -0)"1 &/ % - $%. !-4%+/ % -* 4%+/.

%. 2.8. ) # . 4%* . 0%- -) Dino-Lite 1

AM413M, ' % 1280/1024, !%# % 10-50/, 200/ ( )! &0 ( !% % 0), 0-%0 !" ( % ) !" -% 0 4%* ( !%# %+) – 330/, % * . USB 2.0, )- % /;

) 0%- -) % 0-1” 2: -" !%# %+ 40640, !" + ( !- 0+ @-% 0%

!%#-% 0 4, 10 % 16 ;-!+ & !%# % 0 10 % 16

1 http://www.dino-microscope.ru/shop/ruchnye_mikroskopy/ .

2 http://www.biomed.ru/catalog/goods/microscopes/, ) * % !" &. 0%- -) % 0-6”

%0 !%# % 1600 - .

23

) %#-% ) % &, $12% (! , ) !+1 !%#% " ( ! - %+ % ) 8 0 ! ) !%# " !% ) 0. %( 0&. ) % 8 0 8**- /-% + (! &0 !%# % 0 ) %:

= tgα′

α′

,

(2.17)

tgα

α

 

 

( α′ % α (!&

%+, ) -&0% % ) 0 # ) % % ) % -

!1 %% $&0 (! 0.

/ ) !$% !" &/ !% 3 -

) %#-+ % 0 0%- -) % %

@-% % -!+, ) !$&/ ( ( + %% d , - !+12 0 15-200 (%. 2.8, 2.9 ). 3 ! # % !%# ( 0 %0 ( % $%+ 0%- -) )- %.2.9 .

%. 2.9. 3 % % $%. 0%- -) ) % % !" 0 !1 %% ( )

% ) % 0%-)-4%% % 0%-* ( *% %% ( ); 1 – @- , 2 – @-%,

3-!+, 4 – 0 %0 % $%, 5 . % !" % $%

# 0&. @- () )) 1 / % + ) 0 0 !%- 0%- --) ) @-% 0 2 + %%, -!"- !"' 0, # 0 ( *-

+ %. @-% 2 . % !" !%# % )

%$%, !$2 ) %0 *-0 -!+ 3. 6 ) 0$#

%$% 0 % + # -!+ 3, -&. ) ! % !"

!%# % % 0 %0 % $% 4 + %% %! #' ( -

%+ L0 =250.

3 % -( 0%- -) + - ) % 0$ 1590 % 1610 ((. % + & 1 %0 0 . .

24

2 (! !%# % 0%- -) ) % %1 !%# %.

@-% β

(0. * 0 ! (2.4) % %. 2.5 ) % -!+ Γ - , (0. * 0 ! (2.14) %

%. 2.6 ),

 

 

 

 

L0

 

 

M = β Γ -

, Γ - =

,

(2.18)

 

β = h

= b

 

 

 

f -

 

 

,

 

 

(2.19)

 

 

 

h

a

 

f

 

 

 

( f a %

f - *-& + %+ @-% % -!+,

b + %

( *- @-% ) ( *- -!+ ( - & 0 + ) %#--+ !% ). 0%- -)& %0 1 ) 1 !" 1 ( !- (0. %. 2.8 ) -!"-%0% @-% 0% %0 12%0% *- + %. 6 ) !+ & 0 + " ( !%# %.

3 % * ( *% %% 0%- -)%#-( @- !%# % $ - % !$ & " . % !" &0. !+ 8 ( %( 1 0%- -) -

!"- , # & ) 0$# % $% ) 0 ) ) ! 0$ %0%

*-0% @-% % -!+ (!%$ - *- -!+). ? ! # . !+ 8 ( !- # + )- %. 2.9 . . % !" !%# % $% 5 @- )- ! # + ) ! 0% 0%- -): 8- (0%-)-4%+) %!% * )!- (0%-* ( *%+) *-0, 0 . 0 -!+. 0-!+ 0%- -) 0$ !% " -$ ) 4% !" & 4%* & %- - 0 & - % 0& % !% 4%% , )-!1# 0& - -0)"1 0 # USB- @ 0 %& 0& -$ USB – -!+ 0%. / +2 -0)!- ) ( 00 ) #- % -!1# + % 0 & -% % $%..

1 8!-1 D-0 %4 ) ( 00 . *-4% . !% .- (! &/ % 0 %. %0 1 # & 4%* & 0%- -)&. -% 0%- -)& - -!1# & -0)-& )! 0 & (!10% % &) -) (0. %. 2.8 ), %0 1 0 / % 0 ) # ( % 0 %+ ) % !%# %+ % % &

% !% (0. 3.10). 3 # &/ -0)"1 % )% % 0%- -)

2 !+1 + ) -!1 USB. -0)!- )-% / % )- , ) - !+12 + " 0%- -) 0 «!" 0» %, -$ CD ) ( 00- &0 ) # % 0. # & 0%- -)& 0 ( % ) !" " + % 4% 0 -

! 0 -0)"1 $%0. 3 8 0 % 0 ( ) %0 + " + ) 0&'!-

%, ) %0, !+ -!+ / ! (%#-%0% ) 4 0% % ( ! %+ ) # &/ )!.

3-& !+ 0 4%% 8- !%# ( % $%+ )- # . )!-% %!% $%- -% !!%#-. -0)"1 . 0 %4&-8- %0 1 ) %#-1 / 0, ! (%# 1 )- . %.2.9 .

) !" % % # %- &/ 8!- % !%# &/ %) !% (8!-%#-%/, 0 ( % &/), *-% 12%/ %!% *-% 12%/ ) #-% 8!- , ) !%! " 8!-& ! (% 0%- -) (0. ) %0, [1,§ 169, 7]), / 8!-&/ ) #- -&/ - $ , - - % / &/ ! # . ) % 0%-)-4%%.

http://www.biomed.ru/catalog/goods/

25

3. % " $ + '-4 $# % % ' &*

? + %. 2.2 % * 0 ! -. !% & (2.4) ) !+1 . % *-

+ % f % 12 . !% & ) % &0 # %+0 % b, 0$-

" # ( ) ! %+ ) !$%+ ) %#-( 4 !% & ) % % - !"'%0 ) ( ' +0 + %. , b % f . ! # & !" & 0-

, ) 0 % 12%. ) ! # % / -%/ % $%. !%# (

% 0 "' ( (%. 2.10) 8- , ! 0 ) 0 + %

L > 4 f . - + % F % !+ + ) * 0 !

f =

L2 d 2

,

(2.20)

4L

 

 

 

( d - + % 0$ 0+ ) !$%+0% !% &. !+ & 8 ( &- $%+ + ) %0 % " * 0 ! !% & (2.5):

f =

a1b1

 

=

(L d x)(d + x)

, f =

a2b2

 

=

(L x)x

.

a + b

L

a + b

 

 

 

 

 

L

 

1

1

 

 

 

2

2

 

 

 

8 %/ &$%. !+ *-( + %+

(L d x)(d + x) = (L x)x ,

Ld + Lx d 2 − 2xd x2 = Lx x2 , Ld d 2 = 2xd , x = L 2 d , x′ = L 2 d , x = x,

(2.21)

f !

(2.22)

%. 2.10. ) !$%+ % 12 . !% &, % ) !" 0&/ !+ ) ! %+ *-( + %+

26

3 ! )-% &$%. (2.22) 1 * 0 ! (2.21) ) ! #-

+ * 0 ! (2.20). !%# % !% & / ! # +/ %. 2.10

1

=

1 1

= b1

= h1

% 2 =

2 2

= b2

= h2

(2.23)

 

 

 

 

 

 

 

 

a1

h

 

 

a2

h

 

 

* 0 !& (2.23) % a1 = b2 , b1 = a2

!

 

h =

h1h2

.

 

 

 

 

 

(2.24)

) ! % *-( + %+ % 12 . !% & 52 (0. %.2.11) ) % % + ) 0 2"1 ) ! % !" . % 12 . !% & 51, - 12 . % $%, )- %.2.11 .

%. 2.11. / 0 ) ! %+ *-( + %+ % 12 . !% &

27

5 #% ) 0 , ) . + # !% 51, 1 8- () !$ - % 61) . % !" ) % $% 1 1. ? + % 12 +

!% . % !" ( % $%+ !" ( ) 0, !+ 0 %0 ( ) 0 0$ * 0% " . % !" % $%

8- 62 (0. %.2.11 ).

!% 0$ ) !$% !" . !% . 51 % 8-0 ( ) !$%% 61) )- 0 % " %4 !" 1 !% 52, % $% ) 0 0 % + ) % .0 ) !$% 2 2 8- 62 (%. 2.11 ). $% 2 #-% B )-

%0 ) 0 2"1 / ! # . 1 % 3, ! (%# &/ ! # 0 1 % 3 %. 2.4. !+ ) %+ / ! # 1′ # !% 52. ) %0 ) !! !" 1 0 ) # 1 ) %#-1 ", # 1 - - ). ."”, % . 0 #- ) # %+

*-!" . )!-"1 (“3”) !% & 52. , 8 #- ) / % ) !$ - % ! # 1′′, ) ! 0! ( !% . 52. 5 # 3, ) / +2%. # F1, ) ! )- ! 0! %+ !% 51 ) + + ) !! !" (! . ) %#-. % 3′. 3 !$% ) ! 0! ( !% 52 ! # 3′′, ) / % # (! &. *- - F2. ) # %% ! # . 1′′ % 3′′ % + % $% #-% 2.

) !" + ) % 4%) %0 % / ! # ., 0& 0$0 % $%2 2 8- 62 #% " . % !" &0 ) 0 0 !+ !% & 52, ( 0 %- 0&0 % $% 0 0$ !$% " ) 0$# % $% 1 1 8- -61 (0. %.2.10 ). -0 ! # *- + % !% & / % + % * 0 !& (2.11)

1

1

= −

 

1

 

,

 

f

 

=

ab

,

(2.25)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a b

a

 

b

 

 

 

 

f

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( a - + % !% & 52 8- 62,

b - + % !% & 52 8--

61. !%# %, 0 %4 !" . !% . (0. %.2.10 )

 

 

 

h

 

 

b

 

 

 

 

 

=

 

1

1

=

 

1

 

=

 

 

 

, <1.

 

(2.26)

 

 

 

h

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

2

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

4. $ + '-4 $# % $#65 )*"

3 % !%#%% ) !! !" ( (%!% ) # % ) !! !" () ) #- *- - + % % 12 . !% & 0$ ) !% " ), - - - )- %. 2.2 . 3 # % ) !! !" &0 0$ #% " ) #- , % 2%. # " ! ( % # %- , ) %0, ! 4. !+ a → ∞ % * 0 !& !% & (2.4) ! b = f . ! # % # %- , !-

( !% & + % a >> f , # !" 0 ) % !%$%% 0$ #% " b f , b << a , 0 # % " 8 # % ) * 0 ! 0

f =

ab

= b(1+ b a)−1 b b2 a .

(2.27)

a + b

 

 

 

-%0 0, ) % !%$% f b , %0 12 ) ( ' " f b2 a , 0$ % ) !" " + !+ & . 4-% *-( + %+.

28

% ) %#-. -0" ) 1 % 12 1 !% % 8- -, # & ( ) ! ! ( + % a 0 # 0 20 (!% # ( ! 1,2 0), % # %- - !" . ! 0)& $0, ) ! % -& &0 ) # &0 8-0. 3 0 2 + !% % !"

8- , ) ! #% 0 0$ ! - %!" 0 "' % $ - % % # %- . % %0 % , # % $% ).

0 " + % 0$ 4 0 !% & % 8-0 b . 3-!"- )- !$% ) %#-( 4 !% & # % , ) ( ' " b ) +- - !2% & ) & ( -! 1 0). 3 %0 -. $ ) +- %0 % )-

)- f b2 a . 3 8 0 # "1 0,5 – 1 0 ! ) % + " *-

+ % &0 !%#% b , f b . % 8 # % # % %-

# % 0 f1 , - ) ! # ! 0 0 / % $%..

!+ ) ! %+ *-( + %+ % 12 . !% & 0 0 /

% $%. % ) !" + . % # %- ) 0 0”, !" -( %(-

% " -! ! 0)& %!% % $% !-% 0 0 -!. !% % %-! ! 0)& – 8 00, !% !-% h % 0 " % % #.

1. % " 8- ) ) %#-. -0" + %, ) &' 12 4 f , ( f - ) % !%$ *- + %, ) ! ) 0 2"1

! ( % # %- . )%'% " -% & ) 0 ) % 8- 8 , ) '-! ) %#-. -0"%, . % + % L = y8 y) 0$

) 0 0 % 8-0. -!1#% % # %- %, ) 0 2 + !% , . %- ) !$%, ) % -0 8- ) ! #% + % ! - !%- # % $% ) 0 (0. %. 2.10 /). % ) !$% y1

-+ $!+ !% & % 0 % $%+ h1 !. 2.1.

!%4 2.1

- $ %

1. !%-

#

2. 0 "-

'

9

y1,2

, 00

h1,2 , 00

 

 

 

 

 

 

 

 

d, 00

F, 0

 

h h

 

h, 00

% 0 %+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

3

3 ( '.

3 ( '.

, "-# " ) 0 % !% % ) % ) %- % ! -( % -

$%+ 2 , ) !$%+ !% & % 0 % $%+ -$ %

!. 2.1.

29

2. 3 0 % !% !%$ - 8- % . % ( ) !$% !% &, ) % -0 8- ) ! #% + 0 "' % $% ) 0 0- 0 h2 (0. %. 2.10 % ). 3 % -. ) %- 3 % % # %+

) !$%+ -+ $!+ y2 % h2 !. 2.1.

 

3. . % % # %+ y1 , y2 ,

h1 , h2 % ) ( ' % y1,

y2 , h1, h2 .

 

4. % !% " d = y2 y1 % % !. 2.1. 3 *-

0 ! (2.20) % !% *- + %

F % ) !% ( ) ( '-

" ! 12%0 ) 0. # ! . % % !" 1 ) ( ' "

% 0 %. # 0

L=

d:

 

 

 

L + d

 

 

 

 

 

 

 

 

ε1

=

 

F =

L

+ 2

L

d

, ε1=

F

=

L

+ 2

L

, (2.28)

 

L

 

L2 d 2

 

F

L

L d

 

 

F

 

 

 

 

 

 

 

0 % !1 1 ) ( ' " % 0 %.:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f1f

 

 

 

 

 

 

 

 

(2.29)

!" & ) " %:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f2 = f ±

 

f .

 

 

 

 

 

(2.30)

5.) !% !%# % !% & ) % / ) !$%+/.

6.% !% # % h1h2 % ) !%, - -. ) ( ' "1 &- ) ! + + (2.24).

5. $ + '-4 $# % $# !#65 )*"

&) ! % % 0 %+ *-( + %+ % 12 . !% & !- 12 0 ) +- :

1. % 0$ ) 0 0 % 8-0 ) !$%% 62 % 12 1 %

% 12 1 !% & -, # & 8- ) ! #%! " - % $% ) 0 (0. %.2.11 ). % % ( ) !$%+, 12%/ %- ! #' . -% !. 2.2. ) !% # % % % 0 " 0

%$%+ h2 8 0 ) !$%%. ) !% + % a !%-

&52 8- 62.

!%4 2.2

 

 

# & ) '-!, 0

a,

b,

f,

h2,

h1,

0

 

 

% 12 +

62

61

0

0

0

00

00

 

!%

 

 

 

 

 

 

 

 

1.

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. 3 0 % 8- ) !$% 61 ) !$% !" . !% . -, # & 0 ) ! #%! " - 0 "' % $% ) 0 (0. %. 2.11 ), % 0 " ( 0 h2. % % ( ) !$%+, 12%/ %! #-

30