Лаба 1

Министерство науки и образования РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сыктывкарский государственный университет имени Питирима Сорокина». 

Институт точных наук и информационных технологий

Лабораторная работа №1

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЛИНЫ СВЕТОВОЙ ВОЛНЫ С ПОМОЩЬЮ БИПРИЗМЫ ФРЕНЕЛЯ

Выполнили студенты группы 121-Ибо

Проверил преподаватель

Дианов Михаил Юрьевич

Сыктывкар

2024

Цель работы: определение длины световой волны из наблюдений интерференционной картины, получаемой с помощью бипризмы Френеля.

Оборудование: ртутная лампа, бипризма, линза (фокусное расстояние F = 110 мм), дифракционная щель, окуляр с микрометрическим винтом.

Формулы:

(1)

где:  длина волны; R  расстояние от минимума порядка m до минимума порядка k;  расстояние от линзы до экрана; m, k  порядки интерференции;  расстояние между центрами светлых полос; F  фокусное расстояние.

Порядок выполнения работы:

1. Включение лампы и ее прогрев при токе примерно 1.8 А

2. Установка стационарного тока равного 1.2 А

3. Установка приборов как показано на рисунке 1.

Рис. 1: Схема лаб. установки.

4. Благодаря уменьшению ширины щели и изменению положения бипризмы добились четкой интерференционной картины.

5. С помощью микрометрического винта измерили расстояние R между несколькими светлыми полосами (m-k) равного 10, 11, 12, 13, 14, 15 полос.

Вращение винта связано с перемещением перекрестия (рис. 2). Один оборот винта (100 делений шкалы) соответствует одному миллиметру (1 мм). Для удобства измерения целесообразно выбирать линии, расположенные между нанесенными делениями:

Рис. 2: Вид в окуляр

Количество полос – расстояние R, мм 10 полос – 2,05 мм 13 полос – 2,95 мм 11 полос – 2,25 мм 14 полос – 3,05 мм 12 полос – 2,35 мм 15 полос – 3,25 мм Необходимо установить риску напротив одной из светлых полос интерференционной картины и запомнить значение на микрометрическом винте. Вращением винта перемещать риску до выбранной полосы. Величина R будет равна разности начального и конечного показаний шкалы микрометрического винта плюс количество полных оборотов.

6. Поставили линзу с F = 110 мм (рис. 3). Изменяя положение линзы, получили чёткое изображение двух мнимых источников (рис. 4).

Рис. 3: Схема лаб. установки.

Рис. 4: Вид в окуляр.

7. Измерили расстояние x₂ между линзой и окуляром, измерили расстояние a’ между центрами светлых полос с помощью микрометрического винта, изменяя положение линзы в пределах 1–2 см.

   0,60 мм, при x2 = 215 мм	0,17 мм, при x2 = 245 мм
   0,43 мм, при x2 = 225 мм	0,10 мм, при x2 = 255 мм
   0,31 мм, при x2 = 235 мм

8. По формуле (1) вычислили значение .

, мм	, мм	R, мм	(m-k)	, мкм
215	0,60	2,05	10	0,49
215	0,60	2,25	11	0,53
215	0,60	2,35	12	0,54
215	0,60	2,95	13	0,57
215	0,60	3,05	14	0,58
215	0,60	3,25	15	0,60
225	0,43	2,05	10	0,48
225	0,43	2,25	11	0,52
225	0,43	2,35	12	0,53
225	0,43	2,95	13	0,55
225	0,43	3,05	14	0,57
225	0,43	3,25	15	0,59
235	0,31	2,05	10	0,47
235	0,31	2,25	11	0,51
235	0,31	2,35	12	0,52
235	0,31	2,95	13	0,54
235	0,31	3,05	14	0,56
235	0,31	3,25	15	0,58
245	0,17	2,05	10	0,45
245	0,17	2,25	11	0,49
245	0,17	2,35	12	0,51
245	0,17	2,95	13	0,52
245	0,17	3,05	14	0,54
245	0,17	3,25	15	0,57
255	0,10	2,05	10	0,44
255	0,10	2,25	11	0,47
255	0,10	2,35	12	0,49
255	0,10	2,95	13	0,51
255	0,10	3,05	14	0,52
255	0,10	3,25	15	0,55

9. Вычислили среднее значение и погрешности .

Среднее значение

Вывод: в ходе лабораторной работы была определена длина световой волны на основе наблюдений интерференционной картины, полученной с помощью бипризмы Френеля. Табличные значения совпадают с табличными значениями зеленого цвета.