Лабораторна робота № 4ДОСЛІДЖЕННЯ ІНТЕРФЕРЕНЦІЇ СВІТЛА ЗА ДОПОМОГОЮ КІЛЕЦЬ НЬЮТОНА
Прилади і матеріали: вимірювальна установка, лінза і пластинка в спеціальній оправі, набір світлофільтрів, освітлювач.
Мета роботи: Вивчити інтерференційний метод кілець Ньютона для вимірювання довжини світлової хвилі.
ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ ТА ОПИС ПРИЛАДІВ
Інтерференція світла — перерозподіл інтенсивності світла в результаті накладення декількох світлових хвиль. Це явище супроводжується чергуванням в просторі максимумів і мінімумів інтенсивності. Її розподіл називається інтерференційною картиною.
При освітленні тонкої прозорої плівки чи пластинки відбувається відбивання світлових хвиль від передньої та задньої поверхонь. В результаті виникають дві світлові хвилі, які при певних умовах можуть інтерферувати між собою.
Інтерференційна картина утворюється паралельними променями і тому говорять, що такі смуги локалізовані не нескінченності. Для спостереження смуг однакового нахилу екран розташовують перед плівкою у фокальній площині збирної лінзи (роль лінзи може відігравати кришталик ока, а екрану – сітківка).
В реальних умовах, наприклад при спостереженні райдужних кольорів на масляній плівці, змінюються як кут падіння, так і товщина плівки і в цьому випадку спостерігаються смуги змішаного типу.
Інтерференція в тонких плівках може спостерігатися не тільки у відбитому світлі, але й у прохідному. При цьому темним смугам інтерференційної картини у відбитому світлі відповідатимуть світлі у прохідному і навпаки.
Класичним прикладом інтерференційних смуг однакової товщини є кільця Ньютона.
Кільця Ньютона — кольорові кільця, які можна спостерігати за допомогою випуклої скляної пластинки внаслідок інтерференції світла, відбитого від різних поверхонь.
Вони спостерігаються, якщо плоско-опуклу лінзу покласти сферичною поверхнею на плоскопаралельну пластинку і освітити монохроматичним світлом. У відбитому світлі в точці дотику лінзи з пластиною буде спостерігатися темна пляма, у прохідному – світла.
У даній роботі для вимірювань використовується мікроскоп
МИР-12. На столику мікроскопа встановлюється в спеціальній оправі плоско-паралельна пластинка з опуклою лінзою 1 (рис.1).
Фокусування мікроскопа здійснюється обертанням об’єктива 2 за накатне кільце. До тубуса об’єктива прикріплена відбивна пластинка 3 в спеціальній оправі. Світло від лампи 6 через конденсор 5 і світлофільтр 4 спрямовується на відбивну напівпрозору пластинку 3. Потім, відбившись від пластинки, світло потрапляє на систему лінза-пластинка 1, і, відбившись від неї, спрямовується далі в об’єктив 2 мікроскопа. У полі зору окуляра мікроскопа є візир (у вигляді одинарного та подвійного штрихів). Чітке зображення візира досягається шляхом обертанням окової лінзи окуляра. Вимірювальний гвинт забезпечує переміщення мікроскопа в горизонтальному напрямі від 0 до 50 мм.
П
о шкалі на корпусі, відраховуються цілі мм, а десяті та соті долі мм – за барабаном.Рис.1
Оскільки діаметр у нас в см, то переводимо його в мм.
Далі отримані результати множимо на 0,05 та підносимо до квадрату. Отримані результати записуємо до таблиці.
| Номер кільця M | Положення кінців діаметра, мм | Діаметр  , мм |  | Радіус кривизни лінзи R, мм | , нм | |
 |  | |||||
| 2 | 8 | 11 | 1,5 | 2,2 | 1200 | 500 |
| 4 | 6,8 | 12,1 | 2,65 | 7,0 | ||
| 3 | 7,3 | 11,7 | 2,2 | 4,8 | 500 | |
| 5 | 6,3 | 12,6 | 3,15 | 9,9 | | |
| 4 | 6,8 | 12,1 | 2,65 | 7,0 | 510 | |
| 6 | 6 | 12,9 | 3,45 | 11,9 | ||
| 7 | 5,7 | 13,3 | 3,8 | 14,4 | 468 | |
| 9 | 5,1 | 13,8 | 4,35 | 18,9 | ||
| 8 | 5,4 | 13,6 | 4,1 | 16,8 | 510 | |
| 10 | 4,8 | 14,1 | 4,65 | 21,6 | ||
30*0,05= 1,5
53*0,05=2,65
44*0,05= 2,2
63*0,05= 3,15
76*0,05= 3,8
87*0,05= 4,35
82*0,05= 4,1
93*0,05= 4,65
За формулою 
визначаємо довжину хвилі:
Визначення середнє значення :
це початковий діапазон зеленого світла
Висновок: Вивчив інтерференційний метод кілець Ньютона, та навчився вимірювати інтерференцію світла за допомогою кілець Ньютона.| |