3сем / lab2
.pdf
1.Цель работы
Определить радиус кривизны линзы из наблюдения интерференционных колец Ньютона.
2. Описание установки Для измерения радиусов интерференционных колец испольуется измерительный
микроскоп. Под тубусом микроскопа M находится стеклянная пластинка П, на которой лежит выпуклой стороной вниз линза Л. Кольца Ньютона наблюдаются в отраженном свете.
Для этого имеется стеклянная пластинка С, 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 микроскопического винта. Отчет производится по шкале, фиксирующей положение микроскопа (цена деления 1 мм), и по шкале барабана микроскопического винта.
Рисунок 1 – Измерительный телескоп
На рис. 1 Ок – окуляр, М – микроскоп, П – стеклянная пластинка, Л – линза плосковыпуклая, Л1 – линза, С – стеклянная пластинка, Ф – светофильтр, S – источник света.
|
Прибор |
Тип |
Предел |
Цена |
Класс |
Систематическая |
|
|
|
измерений |
деления |
точности |
погрешность |
|
|
|
|
|
|
|
|
Микрометрический |
- |
30мм |
0,01мм |
- |
0,005 мм |
|
винт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1 – Параметры прибора |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
3.Рабочие формулы
Диаметр кольца: D = rв – rп (1), где rв – измерение при отсчете с левой стороны, rп – измерение при отсчете с правой стороны
Радиус кольца: r = 2 (2)
Радиус кривизны линзы: R = (+)(+) (3), где λ = 0,66 мкм
( − )
Среднее значение радиуса кривизны линзы: ̃ = Σ 5 (4)
4. Результаты измерений и вычислений
Таблица 2 – Результаты измерений и вычислений
5.Примеры вычислений
По формуле (1): D = rв – rп = 14,33 – 13,685 = 0,645
По формуле (2): r = |
|
= |
|
0,645 |
= 0,32 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
2 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
( + ) ( + ) |
|
|
1,08 10−3 0,44 10−3 |
|||||||||||||||||
По формуле (3): R = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
= 0,144м |
|||||||||
|
|
|
|
|
( − ) |
|
|
0,66 10−6 |
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
По формуле (4): ̃ = Σ |
|
= |
0,144+0,137+0,137+0,13+0,135 |
|
= 0,136 м |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
||||
6. |
|
|
|
Вычисление погрешностей |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
ϴr = 5 * 10-6м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
ϴR = | |
δ |
| * ϴrk + | |
δ |
|
|* ϴrm = |
2 |
+ |
|
(1−2 ) ϴrm |
= |
|
2( + ) |
*ϴr |
|||||||||||||||
δr |
δr |
( − ) |
|
( − ) |
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( − ) |
|||||||||||
|
|
|
|
2(1,65 10−3) 5 10−6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
ϴ5 10 = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 0,005м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
0,66 10−6 5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
2(1,54 10−3) 5 10−6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
ϴ4 9 |
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
= 0,0047м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
0,66 10−6 5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
2(1,42 10−3) 5 10−6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
ϴ3 8 |
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
= 0,0043м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
0,66 10−6 5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
2(1,26 10−3) 5 10−6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
ϴ2 7 |
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
= 0,0038м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
0,66 10−6 5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
2(1,08 10−3) 5 10−6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
ϴ1 6 |
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
= 0,0033м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
0,66 10−6 5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
̃ = 0,005+0,0047+0,0043+0,0038+0,0033 = 0,004м 5
7.Вывод
В ходе работы был определен радиус кривизны линзы из наблюдения интерференционных колец Ньютона: ̃ = (1,4±0,4)*10-2м