Ход работы:

1. Установить поворотный лимб поляризатора в положение 0⁰.

Вращая анализатор, определить его положения, при которых микроамперметр будет показывать I_max и I_min.

2. По рабочей формуле определить степень поляризации света.

Обработка результатов:

Вывод:

Лабораторная работа № 5 изучение дифракционной решетки

Вопросы для подготовки:

1. Природа света. Принцип Гюйгенса-Френеля.

2. Дисперсия света. Поглощение света. Закон Бугера.

3. Рассеяние света. Закон Рэлея.

4. Интерференция света. Когерентность. Условия максимума и минимума.

5. Дифракция света и ее виды.

6. Дифракционная решетка, ее параметры. Главные максимумы, главные и побочные минимумы.

Приборы и оборудование:

Осветитель, оптическая скамья, дифракционная решетка, линза, экран.

Схема экспериментальной установки для изучения дифракционной решетки

Цель: Используя волновые свойства света, изучить дифракционную решетку, неизвестную длину волны спектральной линии.

Выполнение работы

Задание 1. Определение длины волны спектральной линии

Рабочая формула:

где  – длина световой волны, d – постоянная дифракционной решетки, k – порядок спектра,  - угол дифракции.

Ход работы:

1. Определить углы дифракции для каждой спектральной линии (синей, зеленой, красной – по указанию преподавателя).

2. Опыт повторить пять раз для разных положений дифракционной решетки.

3. Для каждого опыта определить синус угла дифракции () с помощью теоремы Пифагора.

4. Используя рабочую формулу, определить длину волны исследуемой спектральной линии.

5. Данные занести в таблицу, определить погрешность измерений.

Таблица результатов: Определение длины волны спектральной линии

№ п/п	sin 	м			м	ε %
1
2
…
10
		= м		=

Обработка результатов:

Вывод:

Результат: (м) ε= %

Лабораторная работа № 6 кольца ньютона

Вопросы для подготовки:

1. Вывести уравнение для радиуса темного кольца в отраженном свете.

2. Чем отличается когерентное излучение от некогерентного?

3. Какова длина когерентности монохроматического излучения?

Приборы и оборудование:

Микроскоп, зеркальце, линза, ртутная лампа со светофильтром

Схема экспериментальной установки для изучения колец Ньютона

а)	б)
Рис.1. а) принципиальная схема экспериментальной установки. Параметры: - радиус кривизны линзы,- радиус слоя, отстоящего на расстониеот зеркальца; б) увеличенное изображение линзы на зеркальце.

Цель: ознакомление с явлением интерференции в тонких плёнках на примере колец Ньютона, измерение радиуса кривизны стеклянной поверхности.

Теоретическая часть

"Кольца Ньютона" - интерференционная картина, которая возникает при падении плоской световой волны на систему, состоящую из стеклянной пластины и линзы или шара (Рис.1б). Отражение волн происходит в точках А,В,С и D. Разность хода между волнами, отраженными в точках А и В, С и D, А и С, В и D, значительно превышает длину когерентности для тепловых источников света, поэтому волны, отраженные в этих точках, когерентными не будут, т.е. не будут интерферировать. Достаточно малую протяженность имеет лишь отрезок ВС. Поэтому волны, отраженные в точках В и С, можно считать когерентными. Попадая в глаз наблюдателя, они будут обусловливать интерференционную картину.

Разность хода волн, отраженных в точках В и С и интерферирующих в отраженном свете (рис.2), будет равна

22\* MERGEFORMAT ()

где h - толщина воздушного зазора; λ - длина волны падающего света. Слагаемое λ/2 в уравнении (1) отражает изменение фазы волны при отражении от оптически более плотной среды (стекло) в точке С. Разность хода Δ будет одинакова для всех волн, отраженных на одинаковом расстоянии от геометрического центра системы (точки касания О). Вследствие этого интерференционная картина будет иметь вид колец. В центре картины, в точке О, разность хода интерферирующих волн равна λ/2, и будет наблюдаться темное пятно. Если использовать металлический шар вместо стеклянной линзы, то центр интерференционной картины будет светлым.

Толщина воздушного слоя отвечающего m-му кольцу, связана с радиусом этого кольцаи радиусом кривизнысоотношением:

. 33\* MERGEFORMAT ()

Условие образования m-го темного кольца можно записать в виде

. 44\* MERGEFORMAT ()

Откуда следует:

. 55\* MERGEFORMAT ()

Из уравнений (2) и (4) получим для радиусов темных колец

, 66\* MERGEFORMAT ()

где .

Для радиусов светлых колец формула примет вид

. 77\* MERGEFORMAT ()

Уравнения (5) и (6) позволяют по измерениям радиусов темных или светлых колец Ньютона определить длину волны света λ, если известен радиус кривизны линзы R, или наоборот - по известной длине волны λ определять радиус кривизны R.

На практике уравнениями (5) и (6) обычно не пользуются, так как положение центра окружностей неопределенно и абсолютное значение r_m находят с большой погрешностью. Повысить точность определений с помощью колец Ньютона можно, если использовать значения разности квадратов радиусов интерференционных колец. Если измерены радиусы m-го и k-гo кольца, то

. 88\* MERGEFORMAT ()

При измерении диаметров колец уравнение (7) примет вид

. 99\* MERGEFORMAT ()

Откуда

, 1010\* MERGEFORMAT ()

. 1111\* MERGEFORMAT ()

Формулы 10, 11 верны как для светлых, так и для темных колец.