Методички / Т.А. Балашова Интерференция

20

том, падающим по нормали к поверхности пластинки. Радиус кривизны линзы R=5м. Наблюдение ведется в проходящем свете. Найти радиусы rс и rкр четвертого синего кольца (λ с = 400 нм) и третьего красного кольца

(λ кр = 630 нм).

4.3.Диаметр d2 второго светлого кольца Ньютона при наблюдении в отраженном свете (λ =0,6 мкм) равен 1,2 мм. Определить оптическую силу D плосковыпуклой линзы, взятой для опыта.

4.4.Плосковыпуклая линза с оптической силой D=2 дптр выпуклой

стороной лежит на стеклянной пластинке. Радиус r4 четвертого темного кольца Ньютона в проходящем свете равен 0,7 мм. Определить длину световой волны.

4.5.Диаметры di и dk двух светлых колец Ньютона соответственно равны 4,0 и 4,8 мм. Порядковые номера колец не определялись, но известно, что между двумя измеренными кольцами расположено три свет-

лых кольца. Кольца наблюдались в отраженном свете (λ =500 нм). Найти радиус кривизны плосковыпуклой линзы.

4.6. Между стеклянной пластинкой и лежащей на ней плосковыпуклой стеклянной линзой налита жидкость, показатель преломления которой меньше показателя преломления стекла. Радиус r8 восьмого темного кольца Ньютона при наблюдении в отраженном свете (λ =700 нм) равен 2 мм. Радиус R кривизны выпуклой поверхности линзы равен 1 м. Найти показатель преломления n жидкости.

4.7.На установке для наблюдения колец Ньютона был измерен в отраженном свете радиус третьего темного кольца (k=3). Когда пространство между плоскопараллельной пластиной и линзой заполнили жидкостью, то тот же радиус стало иметь кольцо с номером, на единицу большим. Определить показатель преломления n жидкости.

4.8.Ньютоновы кольца образуются между плоским стеклом и линзой

срадиусом кривизны 8,6 м. Монохроматический свет падает нормально. Измерениями установлено, что диаметр 4-го темного кольца (считая центральное темное пятно за нулевое) равен 9 мм. Найти длину волны падающего света.

4.9.Установка для наблюдении колец Ньютона в отраженном свете освещается монохроматическим светом, падающим нормально. После того как пространство между линзой и стеклянной пластинкой заполнили жидкостью, радиусы темных колец уменьшились 1,25 раза. Найти показатель преломления жидкости.

4.10.Для наблюдения колец Ньютона используют плосковыпуклую линзу с радиусом кривизны 160 см. Определить радиусы 4-го и 9-го тем-

21

ных колец (λ =625 нм.). Наблюдение ведется в проходящем свете.

4.11. Плоско-выпуклая стеклянная линза с радиусом кривизны сферической поверхности R =12,5 см прижата к стеклянной пластинке. Диаметры десятого и пятнадцатого темных колец Ньютона в отраженном свете равны d1 = 1,00 мм и d2 = 1,50 мм. Определить длину волны света.

4.12. Пространство между пластинкой (стеклянной) и лежащей на ней плосковыпуклой линзой заполнено водой. Чему равна толщина слоя воды в том месте, где в отраженном свете λ =600 нм видно двадцатое темное кольцо Ньютона?

4.13. В установке для наблюдения колец Ньютона пространство между линзой и стеклянной пластиной заполнено жидкостью. Определить показатель преломления жидкости, если радиус 3-го светлого кольца получился равным 3,65 мм. Наблюдение ведется в проходящем свете. Радиус кривизны линзы 10 м. Длина волны света 589 нм.

4.14. Для получения колец Ньютона используется плоско-выпуклая линза. Освещая ее монохроматическим светом с длиной волны 0,6 мкм, установили, что расстояние между 5-м и 6-м светлыми кольцами равно 0,56 мм, Определить радиус кривизны линзы.

4.15. Плоско-выпуклая линза выпуклой стороной лежит на стеклянной пластинке. Определить толщину d слоя воздуха там, где в отраженном свете (λ =0,6 мкм) видно первое светлое кольцо Ньютона.

5. РАЗНЫЕ ЗАДАЧИ

5.1. В точку Р приходят колебания одного направления от двух источников, колеблющихся, соответственно, с амплитудами А10 и А20 с одинаковыми частотами ω 1 = ω 2 = ω и одинаковыми начальными фазами α 1 = α 2. Расстояние от первого источника до точки Р равно r1, а второго – r2. Скорость распространения колебаний в среде равна v. Определить амплитуду Ар результирующего колебания в точке Р.

5.2. При некотором расположении зеркала Ллойда ширина b интерференционной полосы на экране оказалась равной 1 мм. После того как зеркало сместили параллельно самому себе на расстояние ∆ d=0,3 мм, ширина интерференционной полосы изменилась. В каком направлении и на какое расстояние ∆ ! следует переместить экран, чтобы ширина интерференционной полосы осталась прежней? Длина волны λ монохроматического света равна 0,6 мкм.

5.3. Кольца Ньютона наблюдаются с помощью двух одинаковых плосковыпуклых линз с радиусом кривизны R, равным 1 м, сложенных

23

лем преломления n =1,46 , то интерференционная картина сместилась на m=69 полос. Определить толщину d кварцевой пластинки.

5.14. Имеется источник видимого света – нить диаметром d1 = 1,0 мм. Как далеко от экрана с двумя щелями, расстояние между которыми равно d2 = 0,5 мм, следует поместить источник (параллельно щелям), чтобы вторичные волны от щелей были когерентными?

5.15. На тонкую пленку с показателем преломления n падает пучок белого света под углом θ к нормали. При какой минимальной толщине bmin и в какой цвет будет окрашена пленка в отраженном свете?

5.16. Показать, что при сложении двух гармонических колебаний средняя по времени энергия результирующего колебания равна сумме энергий каждого из них, если оба колебания:

а) имеют одинаковое направление и не когерентны, причем все значения их разности фаз равновероятны;

б) взаимно перпендикулярны, имеют одну и ту же частоту и произ-

ϑ – разность фаз между k-м и (k–1)-м колебаниями. Найти амплитуду результирующего колебания.

5.19. В опыте Ллойда световая волна, исходящая непосредственно из источника (узкой щели), интерферирует с волной, отраженной от зеркала. В результате на экране образуется система интерференционных полос. Расстояние от источника до экрана !=100 см. При некотором положении источника ширина интерференционной полосы на экране ∆ х=0,25 мм, а после того, как источник отодвинули от плоскости зеркала на ∆ h=0,60 мм, ширина полос уменьшилась в 1,5 раза. Найти длину волны света.

5.20. Две плоско-выпуклые тонкие стеклянные линзы соприкасаются своими сферическими поверхностями. Найти оптическую силу такой системы, если в отраженном свете с λ =0,60 мкм диаметр пятого светлого кольца d=1,50 мм.

5.21. В установке для наблюдения колец Ньютона свет с длиной волны λ =0,5 мкм падает нормально на плоско-выпуклую линзу с радиусом кривизны R1=1 м, положенную выпуклой стороной на вогнутую поверх-

25

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики – М.: Высшая школа,

1989. – С. 326-330, 347-360.

2. Детлаф А.А. Курс физики /А.А. Детлаф, Б.М. Яворский.– М.:

Высш. шк., 1989. – С. 326-330, 347-360.

СОСТАВИТЕЛИ Татьяна Александровна Балашова Анатолий Александрович Мальшин Полина Фёдоровна Яковлева

ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ПРАКТИЧЕСКИМ ЗАНЯТИЯМ ПО КУРСУ ОБЩЕЙ ФИЗИКИ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ СТУДЕНТОВ ПО ВСЕМ НАПРАВЛЕНИЯМ

Типография Кузбасского государственного технического университета. 650099, Кемерово, ул. Д. Бедного, 4 А.