Томский политехнический университет

Отделение естественных наук ШБИП

Отчет по лабораторной работе В-O07

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАДИУСА КРИВИЗНЫ ЛИНЗЫ ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫМ МЕТОДОМ

Студент(ка) гр.

Ф.И.О.

к выполнению лабораторной работы ДОПУЩЕН

________________________

^{подпись преподавателя}

Цель работы: определение радиуса кривизны линзы на установке по наблюдению колец Ньютона и определение длины волны падающего излучения.

КРАТКОЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Когерентным источником света называется – источники волн,

обеспечивающие постоянную разность фаз колебаний в каждой точке

пространства

Условие максимума и минимума при интерференции в тонких пленках в отраженном свете

–

Условие минимума

Установка для наблюдения колец Ньютона состоит из соприкасающихся выпуклой линзы малой кривизны и стекла

Кольца Ньютона – это полосы равной толщины

Радиус темного (светлого) кольца Ньютона в отраженном свете

10

СХЕМА УСТАНОВКИ

9

Схема установки:

1- объективы со встроенными светофильтрами;

2 – установленный

объектив;

3 - миллиметровая шкала;

4 – микровинт;

5 - нижний накатанный

поясок;

6 - крепежный винт;

7 – столик;

8 - линзы с пластинками в

кольцевых оправах,

9 - источник питания осветителя,

10 - окуляр

РАБОЧИЕ ФОРМУЛЫ

(С пояснением величин, в них входящих)

длина волны для данного светофильтра, здесь – диаметры и радиусы колец, измеренные для неизвестной длины волны с номерами m и n; – диаметры и радиусы колец, измеренные для известной длины волны с теми же номерами m и n.

, где – , m и n – порядковые номера колец

, где - - квадрат радиуса кольца, m – порядковый номер кольца, R – радиус кривизны линзы.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЙ

Вариант № 2

Упражнение 1

Цвет светофильтра и его λ, нм	Номер кольца	Номер измерения	Отсчеты по шкале				Среднее значение диаметра, (мм)		Среднее значение радиуса, (мм)		Квадрат радиуса, (мм2)
			слева	справа	диаметр кольца (мм)
Светофильтр с известной длиной волны (эталонный) КРАСНЫЙ λЭ=670 нм	2	1	51,917	52,067	0,15	0.1497		0.0748		0.0056
		2	51,926	52,075	0,149
		3	51,933	52,083	0,15
	3	1	51,883	52,1	0,217	0.2157		0.1078		0.0116
		2	51,892	52,107	0,215
		3	51,901	52,116	0,215
	4	1	51,85	52,132	0,282	0.2823		0.1412		0.0199
		2	51,859	52,141	0,282
		3	51,867	52,15	0,283
	5	1	51,817	52,166	0,349	0.3487		0.1743		0.0304
		2	51,825	52,174	0,349
		3	51,834	52,182	0,348
	6	1	51,784	52,199	0,415	0.415		0.2075		0.0431
		2	51,8	52,207	0,407
		3	51,793	52,216	0,423
Светофильтр с неизвестной длиной волны Цвет зеленый λх= 446.204 нм	2	1	51,932	52,055	0,123	0.1223		0.0612		0.0037
		2	51,939	52,061	0,122
		3	51,946	52,068	0,122
	3	1	51,904	52,081	0,177	0.1763		0.0882		0.0078
		2	51,912	52,087	0,175
		3	51,918	52,095	0,177
	4	1	51,878	52,108	0,23	0.2303		0.1152		0.0133
		2	51,884	52,115	0,231
		3	51,891	52,121	0,23
	5	1	51,85	52,136	0,286	0.2843		0.1422		0.0202
		2	51,858	52,142	0,284
		3	51,864	52,147	0,283
	6	1	51,824	52,164	0,34	0.3397		0.1698		0.0288
		2	51,83	52,169	0,339
		3	51,837	52,177	0,34

\

Используя известную длину волны _Э, находим радиус кривизны линзы R:

по кольцам 2 и 4 R₁ =0.011 м;

по кольцам 3 и 5 R₂ =0,014 м;

по кольцам 2 и 6 R₃ =0,01398 м;

<R> = 0,013 м

Зная R, определяем неизвестную длину волны :

по кольцам 2 и 4 =369.339 нм;

по кольцам 3 и 5 =482,445 нм;

по кольцам 2 и 6 =486,828 нм;

< > = 446,204 нм

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

Упражнение 2. Определение длины волны и радиуса кривизны линзы графическим способом.

R=

λ_x= 448.453 нм

Упражнение 3.

Проверка неравенства или .

1. Вычислите толщину воздушного зазора для тёмного кольца с номером m, для m=5:

2. Рассчитайте разность хода лучей по известному значению для ;

3. Оцените длину когерентности световой волны из соотношения , предполагая, что . м,

4. Сравните значение с разностью хода лучей, вычисленной по формуле .

.

5. Сделайте вывод о возможности наблюдения интерференционной картины

Исходя из того, что условием интерференции является когерентность(согласованность) источников. А независимые естественные источники света, излучающие электромагнитные волны некогерентны между собой, что связано с механизмом излучения. Излучение светящегося тела слагается из волн, испускаемых атомами этого тела.

Поэтому мгновенные интерференционные картины, даваемые независимыми источниками, сменяются настолько быстро, что на экране наблюдается лишь равномерное распределение освещенности, следовательно, интерференция от реального источника наблюдаться не будет.

Выполнил студент группы

^{(Фамилия И.О.)}

Проверил Преподаватель __________________

_______________________________________

6