Выдержка из текста работы
Интерференция света — пространственное перераспределение светового потока при наложении двух (или нескольких) когерентных световых волн, в результате чего в одних местах возникают максимумы , а в других — минимумы интенсивности.
Когерентность — согласованное протекание во времени нескольких колебательных или волновых процессов, проявляющееся при их сложении.
Когерентные волны — это волны, испускаемые источниками, имеющими одинаковую частоту и постоянную разность фаз.
Длина волны — это расстояние между ближайшими друг к другу точками, колеблющимися в одинаковых фазах.
Кольца Ньютона — кольцеобразные интерференционные максимумы и минимумы, появляющиеся вокруг точки касания слегка изогнутой выпуклой линзы и плоскопараллельной пластины при прохождении света сквозь линзу и пластину
Условие максимума-волны усиливают друг друга (светлые полосы).
Условие минимума-волны складываются в противофазе и гасят друг друга (темные полосы).
Оптическая длина пути — произведение геометрической длины s пути световой волны в данной среде на показатель n преломления этой среды.
Оптическая разность хода — это разность оптических длин проходимых волнами путей.
Законы и соотношения:
Разность фаз двух когерентных волн:
где длина волны в вакууме,
— оптическая разность хода.
Условие максимума:
Если оптическая разность хода равна целому числу волн, т. е.
(m=1,2,3,…),
то и колебания, возбуждаемые обеими волнами, будут происходить в одинаковой фазе, таким образом, наблюдается интерференционный максимум.
Условие минимума:
Если оптическая разность хода равна нечетному числу полуволн, т. е.
(m=1,2,3,…),
то и колебания, возбуждаемые обеими волнами, будут происходить в противофазе, таким образом, наблюдается интерференционный минимум. волна радиус ньютон кольцо
Радиус светлого кольца в отраженном свете:
где k-номер кольца, R-радиус кривизны линзы (м)
Радиус темного кольца в отраженном свете:
Радиус светлого кольца в проходящем свете:
где d0- зазор между линзой и стеклянной пластиной.
Радиус темного кольца в проходящем свете:
Теоретически ожидаемые результаты:
R=12 (м);
????зел.=546 (нм);
????син.=436 (нм).
Схема установки
1 и 2-лучи, rk — радиус кольца, d+d0-толщина слоя воздуха, d0-зазор между линзой и стеклянной пластиной
Основные расчетные формулы:
1.Радиус кривизны линзы:
,
где r2k — радиус кольца ,[мм]; k — номер кольца; λ — длина волны, [нм]; 0 — зазор между линзой и стеклянной пластиной, [мм]
2.Длина волны:
Погрешности прямых измерений:
∆rk=0,5*10-3 м
Абсолютные погрешности косвенных измерений:
абсолютная погрешность радиуса кривизны линзы:
— абсолютная погрешность длины волны:
Таблица результатов:
Номер кольцаж=582±4нмз, нмс, нмrк, ммd0, ммR, мRср, мrк, ммз, нмср, нмrк, ммс, нмср, нм12,29 09,01 11,542346,62 592,322,43511,69 519,6423,4310,113,43509,743,29468,9834,4311,244,6611,214,14495,0845,1411,355,3608,544,86511,6955,8611,806,14653,375,43511,0066,4311,846,57623,416,14544,487712,037,14631,096,57534,3587,5712,317,71643,897,14552,2198,1412,658,14637,977,43531,53108,7113,048,71657,407,86535,35
Примеры расчетов:
Расчет погрешностей косвенных измерений:
Окончательный результат:
)
График зависимости радиуса колец Ньютона от их номера при разной длине волны
Вывод: В ходе лабораторной работы были измерены радиусы колец Ньютона при разных длинах волн. Рассчитаны радиус кривизны линзы равный , длина волны в зеленом светофильтре равная и длина волны в синем светофильтре равная Теоретические и экспериментальные результаты расходятся не существенно на 3,83%, 8,48% и 19% соответственно.
