2. Экспериментальная часть

2.1 Описание установки.

Установка для наблюдения колец Ньютона показана на рис. 5. На оптической скамье с левого края расположена ртутная лампа высокого давления в защитном футляре, в который встроен двойной конденсатор (f=60 мм), затем идут: держатель для светофильтров, устройство для получения колец Ньютона (регулировочные винты смотрят на лампу), линза ( f =50 мм) и экран. Экран расположен на правом краю оптической скамьи. Расстояние между линзой и экраном 40 см.

Рис.5 Экспериментальная установка

2.2 Подготовка к эксперименту

2.2.1. Установите линзу на расстоянии 40 см от экрана. Вплотную к линзе установите устройство для получения колец Ньютона.

2.2.2. Включите ртутную (Hg) лампу. Для этого вилку от источника питания Hg-лампы включите в сеть. На задней панели источника включите кнопку «вкл».

2.2.3. Закрепите на экране лист белой бумаги. Предварительно в центре листа проведите две взаимно перпендикулярные линии, так называемые координатные оси.

2.2.4. После разогрева (в течение 10 минут) отрегулируйте траекторию хода лучей, сначала без светофильтров. Двигайте устройство для получения колец Ньютона до тех пор, пока оно не будет оптимально освещено. Меняя положение линзы добейтесь четкого изображения колец на экране.

2.2.5. В держатель для светофильтров вставьте зеленый светофильтр. При помощи трех регулировочных винтов на устройстве для получения колец Ньютона добейтесь, чтобы светлый центр колец интерференции находился в средней точке шкалы на экране. Убедитесь, что средняя точка шкалы совпадает с началом координатных осей.

3. Проведение эксперимента

2.3.1. Получив с зеленым (λ= 546 нм) светофильтром четкое изображение колец на экране, отметьте середины первых восьми темных колец в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Снимите лист с экрана и измерьте линейкой их диаметры. Полученные результаты занесите в табл.1. Рассчитайте среднее значение диаметра каждого измеренного тёмного кольца.

2.3.2. Изображение колец на экране получается увеличенным. Одно малое деление шкалы соответствует одному миллиметру (мм).

2.3.3. Аналогичные измерения проделайте с желтым (λ= 578 нм) и синим (λ= 436 нм) светофильтрами, данные занесите в табл.1.

Табл.1

№

с зеленым светофильтром, λ= 546 нм

с желтым светофильтром, λ= 578 нм

Измеренный диаметр, мм

Действительный радиус, мм

Измеренный диаметр, мм

Действитель ный радиус, мм

,

,

1

…

8

3. Обработка результатов эксперимента

2.4.1.Используя данные пункта 2.3.2, найдите увеличение Г.

2.4.2.Рассчитайте действительный радиус каждого темного кольца по формуле:

Данные занесите в табл.1

2.4.3. При данной длине волны проходящего монохроматического света, комбинируя попарно радиусы колец, по формуле (12) определить радиус кривизны линзы. При этом, в целях повышения точности результатов, рекомендуется комбинировать радиусы колец, отстоящих как можно дальше друг от друга. Например, m=1 и k=4; m=2 и k=5. Результаты занесите в табл.2. Найдите среднее значение .

Табл.2

Номера комбинирующих колец			, м		, м		, м
m
1	4
…
4	8
			=

2.4.4.Рассчитайте абсолютную Δи относительную погрешность δ определения радиуса кривизны линзы. Окончательный результат запишите в виде: = .

2.4.5. По данным табл.1 постройте в одной системе координат три графика f (m): для желтого, зеленого и синего проходящего света.

2.4.6. Зная длину волны проходящего света, рассчитайте из тангенса угла наклона прямой по формуле (13) радиус кривизны линзы.