Интерференция

Министерство науки и высшего образования

Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное

Учреждение высшего образования

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)

Кафедра физики

ОТЧЕТ

Лабораторная работа по курсу общей физики

ИЗУЧЕНИЕ ИНТЕРФЕРЕНЦИИ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Проверил. Выполнил

Преподаватель Студент гр. 120-1

___________ Палешева Е.В. ___________ Бормотов Е.Д.

___________ Дашеев Ц.А.

Томск 2021

ВВЕДЕНИЕ

Целью настоящей работы является изучение интерференции электромагнитных волн видимого диапазона, генерируемых газовым гелий - неоновым лазером, и исследование характеристик интерференционной картины

1 ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ И МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЙ

Схема установки представлена на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 – Схема экспериментальной установки.

Установка состоит из гелий-неонового лазера, используемого в качестве источника монохроматического когерентного излучения, рамки с набором пар щелей, укрепленной на перемещающемся в трех плоскостях столике и экрана. Все детали установки расположены на оптической скамье, на которой имеется шкала с миллиметровыми делениями

Методической основой работы является классический интерференционный опыт Юнга.

2 ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ

Длина волны излучения лазера вычисляется по формуле

, (2.1)

где - ширина одной интерференционной полосы;

d = - Расстояние между щелями крайней пары;

– расстояние между экранами;

Расстояние между щелями вычисляется по формуле

, (2.2)

Где - Среднее значение длины волны излучения лазера;

Относительная погрешность расстояния между экранами:

, (2.3)

где

Относительная погрешность измерения длины интерференционной полосы вычисляется по формуле :

, (2.4)

Где

Относительная погрешность длины волны излучения лазера находится по формуле:

, (2.5)

Абсолютная погрешность длины волны:

(2.6)

Систематическая погрешность d находится по формуле:

(2.7)

3 РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ИХ АНАЛИЗ

Результаты измерений представлены в таблице 3.1 и 3.2

Таблица 3.1 – Результаты прямых и косвенных измерений.

Номер опыта	Ширина интерференционных полос (Δh * m), м	Число полос m	Ширина одной интерференционной полосы , м	Расстояние от экрана до щелей , м	Длина волны излучения лазера ,м
1		4		1,1
2		4		1,05
3		4		1
4		4		0,95

Таблица 3.2 – Результаты прямых и косвенных измерений.

Номер опыта	, м	,м	(Δh * m), м	m	, м	d, м
1	1,1			4
2	1,1			4
3	1,1			5
4	1,1			8
5	1,1			10

По формуле 2.1 вычислим длину волны излучения лазера для 1 опыта:

Аналогичным образом вычислим длину волны для остальных опытов и занесем в таблицу 3.1 :

Для 2 опыта:

Для 3 опыта:

Для 4 опыта:

Определим расстояние между щелями крайней пары по формуле 2.2 для всех пяти опытов :

Для 1 опыта:

Для 2 опыта:

Для 3 опыта:

Для 4 опыта

Для 5 опыта:

Найдем относительную погрешность расстояния между экранами по формуле 2.3:

Найдем относительную погрешность измерения длины интерференционной полосы по формуле 2.4:

По формуле 2.5 найдем относительную погрешность длины волны излучения лазера:

По формуле 2.6 рассчитаем абсолютную погрешность длины волны:

Рассчитаем систематическую погрешность d по формуле 2.7:

Заключение

В ходе работы мы убедились, что с увеличением расстояния между щелями интерференционная картина (расстояния между максимумами) сжимается. Классический интерференционный опыт Юнга позволил нам измерить длину волны излучения генерируемого газовым гелий-неоновым лазером.