Лабораторна робота з фізики
ВИВЧЕННЯ явище інтерференції
Коротка теорія роботи
Інтерференція світла
Інтерференція - це результат накладання двох когерентних світлових хвиль. У результаті чого в одних місцях з'являються мінімуми, а в інших - максимуми.
Узгоджене протікання в часі і просторі кількох коливальних або хвильових процесів називається когерентністю.
Когерентності задовольняють монохроматичні хвилі - необмежені в просторі хвилі однієї певної і строго постійної частоти.
Геометричною різницею ходу Δl називається різниця відстаней, які проходять промені до даної точки від двох різних джерел.
Оптичної різницею ходу - Це твір показника заломлення в тому середовищі, де рухається промінь з геометричною різницею ходу.
Досвід Юнга
Нехай є два когерентних джерела S 1 і S 2 (у вигляді вузьких щілин) розташованих на відстані D від екрану.
Знаючи D і λ розрахуємо відстані між сусідніми максимумами:
Якщо, то. Тоді.
Для двох сусідніх максимумів різниця ходу повинна бути рівна четному числа півхвиль. Відстань між двома сусідніми максимумами називається шириною інтерференційної смуги.
Кільця Ньютона
Кільця Ньютона - це один з варіантів «смуг рівної товщини».
- Радіус кільця.
Якщо спостереження проводиться у відбитому вигляді, то
Висловимо товщину h через радіус кривизни лінзи:
З AOB
При n пов = 1:;
Максимумів інтерференції у відбитому світлі відповідають мінімуми в що проходить, і навпаки.
Вихідні дані
L = 4 (м); λ кр = 700 (нм); λ зел = 550 (нм); λ син = 450 (нм);
Таблиця результатів вимірювань
Досвід Юнга (табл. 1) d [Мм] Δl кр [Мм] Δl зел [Мм] Δl син [Мм] Ψ = L / d [Радий] 1,5 1,87 1,47 1,20 2,67 1,7 1,65 1,29 1,06 2,35 1,9 1,47 1,16 0,95 2,11 2,2 1,27 1,00 0,82 1,82 2,5 1,12 0,88 0,72 1,60 2,7 1,04 0,81 0,67 1,48 3 0,93 0,73 0,60 1,33 | Кільця Ньютона (табл. 2) R [См] λ кр λ зел 50 0,592 3,5 0,524 2,7 70 0,700 4,9 0,620 3,8 90 0,794 6,3 0,704 4,9 110 0,877 7,7 0,778 6,0 130 0,954 9,1 0,846 7,1 150 1,025 10,5 0,908 8,2 170 1,091 11,9 0,967 9,3 200 1,183 14,0 1,049 11,0 |
Детальний розрахунок всіх необхідних величин
Досвід Юнга
По таблиці 1 побудуємо графік залежності ширини смуг Δl від кута сходження променів на екрані Ψ:
Визначимо довжину хвилі через кут нахилу відповідної прямої до осі абсцис:
Кільця Ньютона
За таблиці 2 побудуємо графік залежності квадрата радіуса темного кільця r до радіусу кривизни поверхні лінзи R:
Визначимо довжину хвилі через кут нахилу відповідної прямої до осі абсцис:
Висновки по роботі
Розраховані довжини хвиль в досліді Юнга і кільцях Ньютона.