Шифрин / кольца

Цель работы

Определить радиус кривизны линзы из наблюдения интерференционных колец Ньютона.

Описание лабораторной установки

Для измерения радиусов интерференционных колец используется измерительный микроскоп. Под тубусом микроскопа M (рис. 1) находится стеклянная пластинка П, на которой лежит выпуклой стороной вниз линза Л. Кольца Ньютона наблюдаются в отраженном свете.

Для этого имеется стеклянная пластинка C, укрепленная на микроскопе под углом 45° к его оси. Свет от источника S, пройдя через линзу Л₁, светофильтр Ф и отразившись от пластинки С, падает параллельным пучком на линзу Л и пластинку П. Лучи, отраженные от выпуклой поверхности линзы и от пластинки, интерферируют. Интерференционная картина наблюдается в микроскоп. Фокусировка микроскопа производится путем вертикального перемещения тубуса. Измерение радиусов колец производится при горизонтальном перемещении микроскопа вдоль по диаметральной линии интерференционной картины. Перемещение микроскопа осуществляется с помощью микрометрического винта. Отсчет производится по шкале, фиксирующей положение микроскопа (цена деления 1 мм), и по шкале барабана микрометрического винта.

Рис. 1

Рабочие формулы

D = r_с – r_п (1) Диаметр кольца

r = (2) Радиус кольца

R = (3) Радиус кривизны линзы

R̃ = (4) Средние значение радиуса линзы

λ = 0,66 мкМ

Результаты измерений и вычислений

Номер кольца	Левая сторона	Правая сторона	D	r	rk + rm	rk - rm	R
1	23,34	22,78	0,56	0,28	1,09	0,53	0,18
2	23,45	22,69	0,76	0,38	1,25	0,49	0,19
3	23,6	22,56	1,04	0,52	1,46	0,42	0,19
4	23,67	22,49	1,18	0,59
5	23,89	22,44	1,45	0,73
6	23,97	22,36	1,61	0,81	1,09	0,53	0,18
7	24,01	22,28	1,73	0,87	1,25	0,49	0,19
8	24,08	22,20	1,88	0,94	1,46	0,42	0,19

Примеры вычислений и измерений

По формуле (1) D₁ = r_с1 – r_п1 = 23,34 – 22,78 = 0,56 мм

По формуле (2) r₁ = = 0,28 мм

По формуле (3)

R_1,6 = = 0,18 м

R_2,7 = = 0,19 м

R_3,8 = = 0,19 м

По формуле (4)

R̃ = = 0,19 м

Вычисление погрешностей

Систематическая погрешность радиуса кривизны линзы:

= 0,003 м

= 0,004 м

= 0,004 м

= 0,004 м

Вывод

В ходе лабораторной работе определили радиус кривизны линзы из наблюдения интерференционных колец Ньютона:

R_1,6 = (0,18 ± 0,003) м

R_2,7 = (0,19 ± 0,004) м

R_3,8 = (0,19 ± 0,004) м

R̃ = (0,19 ± 0,004) м