Лабораторная работа №12

3.2.1. Включите осветительную систему микроскопа, поставив тумблер блока питания в верхнее положение. Вращением окуляра, сфокусируйте наблюдаемое изображение.

Другие регулировки не проводить!

3.2.2. В микроскопе «Эликон» вставьте светофильтр в гнездо, расположенное слева, в месте крепления осветителя к микроскопу. Длина волны фильтра указана на его корпусе.

В микроскопе МБС-9 светофильтры вводятся в поток света поворотом оправки, расположенной за осветителем. Длина волны фильтра указана в окне оправки.

3.2.3. В микроскопе "Эликон", используя его микрометр, определите положение левого и правого края каждого кольца (с нулевого по 8).

В микроскопе МБС-9 положение левого и правого края каждого кольца (с нулевого по 8) определяйте, используя шкалу окуляра, в делениях шкалы, умноженных на 10.

3.2.4. Смените светофильтр, повторите измерения.

Результаты измерений внесите в таблицу 1.

Расчеты (в пунктирных рамках) проводятся на компьютере.

Результаты расчётов компьютера D_mи D_m²,мм внесите в таблицы 1.а и 1.б

Таблица 1.а

Таблица 1.б

3.2.6. По данным таблиц постройте график зависимости D_m² = f(m).

3.2.7. Найдите тангенс угла наклона прямых на полученном графике (рис.9).

Рис.9. График зависимости D_m² = f(m).

Результаты этих расчётов занесите в таблицу 2.

Таблица 2

Где λ₁, λ₂ − длина волны для соответствующего светофильтра.

∆λ − погрешность определения длины волны светофильтров

(указана в таблице).

К − цена деления шкалы отсчётного устройства:

для микроскопа ‘Эликон' К = 1.4·10 ^–3 мм/дел,

для микроскопа МБС-9 К = 1.4·10 ^–2 мм/дел.

∆D − погрешность микроскопа:

для микроскопа ‘Эликон’ ∆D = 5·10^-3 мм,

для микроскопа МБС-9 ∆D = 7·10^-2 мм.

R − радиус кривизны линзы.

∆R − погрешность определения радиуса кривизны линзы.

d − суммарная деформация линзы и стеклянной пластинки.

∆d − погрешность определения суммарная деформация.

4. Задание

4.1. Изучить теорию интерференции света.

4.2. Измерить диаметры D_m девяти темных колец Ньютона (m=0,1….8) для двух длин волн.

4.3. Построить график зависимости D_m² от m для двух длин волн.
Определить тангенсы наклона полученных прямых по формуле (13)

4.4. По формуле (14) рассчитать радиус кривизны линзы.

4.5. По формуле (15) определить суммарную деформацию линзы и стеклянной пластинки δ.

4.6. Оценить погрешность измерений

5.КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

5.1. Что называется интерференцией света?

5.2. Какие волны называются когерентными?

5.3. Что такое цуг волн?

5.4. Что такое оптическая длина пути? Какой физический смысл этой величины? Что такое оптическая разность хода? Какая связь между разностью фаз и оптической разностью хода волн?

5.5. Сформулируйте условие максимумов и минимумов интерференционной картины.

5.6. Что такое временная когерентность? Что такое время и длина когерентности?

5.7. Что такое пространственная когерентность?

5.8. Сформулируйте условие существования интерференционной картины.

5.9. В каком случае происходит потеря полуволны при отражении световых волн?

5.10. Как образуются когерентные волны (интерференция от плоскопараллельной пластинки и кольца Ньютона) ?

5.11. Что такое полосы равного наклона и равной толщины ?

6.ЛИТЕРАТУРА

6.1. Савельев И.В. Курс общей физики. Т.2. –М.: Высш. шк., 1988. –с.347-371.

6.2. Детлаф А.А, Яворский Б.Н. Курс физики. –М.: Высш. шк., 2001. –с 420-431.

6.3. Трофимова Т.И. Курс физики. –М.: Высш. шк, 2003. –с 319-328.

ПРИЛОЖЕНИЕ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ N 9

Вывод рабочей формулы определения радиуса кривизны линзы.

Из формулы (10) видно, что при переходе от одного тёмного кольца к соседнему, разность хода изменяется на λ, а толщина воздушной прослойки на λ/2. Соответственно при переходе от n-го к m-му тёмному кольцу толщина воздушной прослойки изменится на:

d_m−d_n = (m−n) (п.1)

В соответствии с формулой (26) получаем:

(п.2)

Окончательное выражение для радиуса кривизны линзы будет иметь вид:

(п.3)

Для вычисления радиуса кривизны линзы используются значения:

(d_m – d_n) и (d_m + d_n), расчёт производится по формуле:

(п.4)

(п.5)

где: К - цена деления шкалы отсчётного устройства,

∆ λ - погрешность определения длины волны светофильтров,

∆d - погрешность микроскопа,

λ - длина волны для соответствующего фильтра,

m, n - номера колец, значения диаметров которых подставляются в формулу.

Чем больше разница между избранными для расчёта кольцами, тем точнее, результат измерений.

Рекомендуется выбирать такие d_m и d_n,чтобы разница между номерами этих колец удовлетворяла условию m−n > 3 .

Лабораторная работа №12