При наблюдении колец Ньютона в отражённом синем свете (лямбда1 = 450 нм) с помощью плосковыпуклой линзы, положенной на плоскую пластинку, радиус r1 третьег, Физика

Выдержка из текста работы

Свет — электромагнитное излучение, испускаемое нагретым или находящимся в возбуждённом состоянии веществом, воспринимаемое человеческим глазом.

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.

Монохроматические волны — неограниченные в пространстве волны одной определенной и строго постоянной частоты.

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).

Размещено на http://www.

Схема установки

1 и 2-лучи, r_k— радиус кольца, d+d₀-толщина слоя воздуха, d₀-зазор между линзой и стеклянной пластиной

Основные расчетные формулы:

1. Радиус кривизны линзы:

где r²_k— радиус кольца ,[мм]; k — номер кольца; л — длина волны, [нм];

d₀— зазор между линзой и стеклянной пластиной, [мм]

2. Длина волны:

Погрешности прямых измерений:

?r_k=0,5*10^-3 м

Абсолютные погрешности косвенных измерений:

— абсолютная погрешность радиуса кривизны линзы:

— абсолютная погрешность длины волны:

Таблица результатов:

Номер кольца	_ж=582±4нм	_з, нм	_с, нм
	r_к, мм	d₀, мм	R, м	R_ср, м	r_к, мм	_з, нм	_ср, нм	r_к, мм	_с, нм	_ср, нм
1	2,29	0	9,01	11,54	2	346,62	592,32	2,43	511,69	519,64
2	3,43		10,11		3,43	509,74		3,29	468,98
3	4,43		11,24		4,6	611,21		4,14	495,08
4	5,14		11,35		5,3	608,54		4,86	511,69
5	5,86		11,80		6,14	653,37		5,43	511,00
6	6,43		11,84		6,57	623,41		6,14	544,48
7	7		12,03		7,14	631,09		6,57	534,35
8	7,57		12,31		7,71	643,89		7,14	552,21
9	8,14		12,65		8,14	637,97		7,43	531,53
10	8,71		13,04		8,71	657,40		7,86	535,35

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.

Размещено на