Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

Задания и указания к их выполнению




Задание 1. Определить длину волны красного света с помощью бипризмы Френеля.

Схема рабочей установки (рис.5) включает осветитель (1), щель (2), светофильтр (3), бипризму Френеля (4), измерительный окуляр (5), линзу L.

Выполнение:

При измерении расстояния между интерференционными полосами линза не используется!

1. Включить осветитель. В поле зрения окуляра должны быть видны темные и светлые интерференционные полосы.

2. Измерить расстояние между соседними полосами δb.

· Для этого совместить визирный штрих с серединой крайней из отчетливо видимых справа светлых полос (рис. 6)

· записать отсчет по шкале и барабану микрометрического винта в таблицу 1.

· передвинуть визирный штрих до середины крайней полосы слева, считая число полос между ними

· записать отсчет слева.

· Разность между двумя отсчетами, деленная на число полос, дает ширину одной полосы. Эту операцию повторить 4-5 раз и из полученных значений взять среднее.

Одно деление барабана равно 0,01 мм.

Таблица 1

№ измерения Отсчет слева, мм Отсчет справа, мм Разность отсчетов, мм Число полос δb, мм (расстояние между соседними интерференционными полосами)
           
           
           
           
Среднее значение          

3. Измерить расстояния а (между мнимыми источниками света S1 и S2 (рис.7)).

Для этого вдвинуть между бипризмой и окуляром линзу L (рис.5) и, перемещая ее вдоль оси, получить в окуляре изображение этих двух мнимых источников.

· Измерить расстояние x 1 – от щели до линзы.

· Измерить расстояние x 2 – от линзы до окуляра.

· Измерить расстояние a ¢ – между изображениями щелей с помощью делений окуляра.

· По формуле рассчитать расстояние между мнимыми источниками света.

Погрешность будет меньше, если сделать x2 больше x 1 и, тем самым, а ¢ > а.

4. Измерить расстояние l от источников света до плоскости
наблюдения.

5. По формуле вычислить длину волны λ, испускаемую источником света.

6. Определить установленным порядком погрешность измерений и с учетом ее записать конечные результаты.

Задание 2. Определить радиус кривизны линзы используя интерференционную картину «кольца» Ньютона.

Для измерений диаметров интерференционных колец приспособлен металлографический микроскоп, в котором освещение и наблюдение осуществляется снизу, а объект наблюдения располагается сверху (рис.8). Свет от источника преобразуется конденсором (1) в параллельный пучок, проходит через фильтр (2), отражается

вверх от светоделительной грани куба (3) и через объектив (4) освещает объект (в данном случае систему плоскопараллельной пластинки с линзой, расположенную на предметном столике). Отраженный свет через объектив (4), поворотную призму (6) и окуляр (7) попадает в глаз, давая увеличенное изображение колец Ньютона. Фокусировка производится перемещением предметного столика вверх или вниз.

Выполнение:

1. Установить на предметный столик плоскопараллельную пластинку с линзой. Осуществить ориентировочную фокусировку микроскопа на плоскость, в которойбудет наблюдаться интерференционная картина, и перемещением столика микроскопа в горизонтальной плоскости обнаружить интерференционные кольца. Добиться резкости картины и концентрического расположения колец в поле зрения окуляра.

2. Установить зеленый интерференционный светофильтр.

3. Измерить окулярным микрометром диаметры 3, 5, 7 темных колец.

 

n/n Диаметры темных колец (мм)
  D3 D5 D7
       
       
       
Среднее значение Dср.      

4. По формуле (13) определить радиус кривизны линзы.

5. Определить установленным порядком погрешность измерений и с учетом ее записать конечные результаты.

Контрольная карточка № 1.

1. Почему преломляющий угол бипризмы должен быть мал?

2. Почему в качестве источника применяется узкая щель? Будет ли наблюдаться интерференционная картина, если щель сделать широкой?

3. Видимый свет с самой короткой длинной волны падает на две щели, расстояние между которыми 2,8•10 –2 мм. Щели и экран, отстоящий от них на расстояние 18 см, погружены в воду. Определить расстояние между интерференционными полосами на экране.

4. На бипризму Френеля, сделанную из корунда, падает плоская световая волна l =0,63 мкм. Определить ширину интерференционных полос на экране, если преломляющий угол бипризмы j =1°.

5. На поверхности льда имеется тонкая плёнка глицерина. Плёнка освещается рассеянным монохроматическим светом (l =670 нм). При каких толщинах плёнки исчезают интерференционные полосы?

Контрольная карточка № 2.

1. Для чего в схему с бипризмой Френеля введен светофильтр?

2. Почему интерференция наблюдается только в очень тонких пленках? Возможна ли в принципе интерференция лучей, отраженных от верхней и нижней граней оконного стекла?

3. Как изменится интерференционная картина на экране, если одну половину бипризмы закрыть плотной бумагой?

4. На толстую стеклянную пластинку, покрытую очень тонкой пленкой, показатель преломления n2 вещества которой равен 1,4, падает нормально параллельный пучок монохроматического света (λ =0,6 мкм). Отраженный свет максимально ослаблен вследствие интерференции. Определить толщину d пленки.

5. В опыте Юнга расстояние d между щелями равно 0,8 мм, длина волны l = 640 нм. На каком расстоянии от щелей следует расположить экран, чтобы ширина Dx интерференционной полосы оказалась равной 2 мм?

Контрольная карточка № 3

1. Чем определяется число видимых полос?

2. Как изменится интерференционная картина, если наблюдать кольца Ньютона при освещении белым светом?

3. Чем объясняется расцветка крыльев стрекоз, жуков и прочих насекомых?

4. Кольца Ньютона наблюдаются в отраженном свете. Для наблюдения используется плосковыпуклая линза, прижатая к стеклянной пластинке. Пластинка и линза находятся в воздухе, расстояние между 3 и 4 светлыми кольцами равно Dl1 =0, 049 мм. Определить расстояние между 10 и 11 тёмными кольцами.

5. Плоская монохроматическая световая волна проходит через стеклянную призму с малым углом преломления 0,001 рад. Длина волны света 500 нм. Показатель преломления стекла 1,5. На экране интерферируют волны прошедшие через призму. Найти расстояние между соседними интерференционными максимумами.

Контрольная карточка № 4

1. Почему интерференционная картина исчезает при увеличении расстояния между линзой и пластиной?

2. Объяснить возникновение колец Ньютона в проходящем свете (какие лучи интерферируют и чему равна разность их хода).

3. Чем отличаются кольца Ньютона в отраженном и в проходящем свете?

4. При наблюдении колец Ньютона в отражённом свете (l =0,450 мкм) с помощью плосковыпуклой линзы положенной на плоскую пластинку, радиус третьего тёмного кольца оказался равным r3 =0,780 мм. Когда фильтр заменили на красный (lкр =0,650 мкм), то радиус пятого тёмного кольца оказался равным r5 =1,25 мм. Определить радиус кривизны линзы: линза и пластинка находятся в воздухе.

5. На мыльную пленку падает белый свет под углом 45º к поверхности пленки. При какой неизменной толщине пленки отраженные лучи будут окрашены в желтый свет (λ =600 нм)? Показатель преломления мыльной воды n =1,33.


 

Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...