Міністерство освіти і науки
Російської федерації
НАЦІОНАЛЬНИЙ мінерально-сировинної УНІВЕРСИТЕТ «ГАРНИЙ»
Кафедра загальної та технічної фізики
ЗВІТ
з лабораторної роботи №9
Визначення радіуса кривизни лінзи і довжини світлової хвилі по кільцях ньютона
Виконала: студент гр. ТХ - 12-1
Баранова А.А.
Перевірив: доцент /Фіцак В.В ./
Санкт-Петербург
2013
Мета роботи : вимірювання радіуса кривизни лінзи і визначення довжини світлової хвилі.
Короткі теоретичні відомості:
Явище, досліджуване в роботі: інтерференція
Визначення:
Світло - електромагнітне випромінювання, що випускається нагрітим або перебувають у збудженому стані речовиною, сприймається людським оком.
Інтерференція світла - просторове перерозподіл світлового потоку при накладенні двох (або декількох) когерентних світлових хвиль, в результаті чого в одних місцях виникають максимуми, а в інших - мінімуми інтенсивності.
Когерентність - узгоджене перебіг у часі декількох коливальних або хвильових процесів, що виявляється при їх складання.
Когерентні хвилі - це хвилі, що випускаються джерелами, що мають однакову частоту і постійну різницю фаз.
Монохроматичні хвилі - необмежені в просторі хвилі однієї певної і строго постійної частоти.
Довжина хвилі - це відстань між найближчими один до одного точками, що хитаються в однакових фазах.
Кільця Ньютона - кільцеподібні інтерференційні максимуми і мінімуми, що з'являються навколо точки дотику злегка зігнутої опуклою лінзи і плоскопараллельной пластини при проходженні світла крізь лінзу і пластину
Умова максимуму -хвилі підсилюють один одного (світлі смуги).
Умова мінімуму -хвилі складаються в протифазі і гасять один одного (темні смуги).
Оптична довжина шляху - твір геометричній довжини s шляху світлової хвилі в даному середовищі на показник n заломлення цього середовища.
Оптична різниця ходу - це різниця оптичних довжин прохідних хвилями шляхів.
Закони та співвідношення:
Різниця фаз двох когерентних хвиль:
де довжина хвилі у вакуумі,
- оптична різниця ходу.
Умова максимуму:
Якщо оптична різниця ходу дорівнює цілому числу хвиль, т. е.
(m=1,2,3, ...),
то і коливання, порушувані обома хвилями, будуть відбуватися в однаковій фазі, таким чином, спостерігається інтерференційний максимум.
Умова мінімуму:
Якщо оптична різниця ходу дорівнює непарному числу півхвиль, т. е.
(m=1,2,3, ...),
то і коливання, порушувані обома хвилями, будуть відбуватися в протифазі, таким чином, спостерігається інтерференційний мінімум. хвиля радіус ньютон кільце
Радіус світлого кільця у відбитому світлі:
де k-номер кільця, R-радіус кривизни лінзи (м)
Радіус темного кільця у відбитому світлі:
Радіус світлого кільця в прохідному світлі:
де d0- зазор між лінзою і скляною пластиною.
Радіус темного кільця в прохідному світлі:
Теоретично очікувані результати:
R=12 (м);
?? зел.=546 (нм);
?? син.=436 (нм).
Схема установки
1 і 2-промені, rk - радіус кільця, d + d 0 -товщина шару повітря, d 0 -зазор між лінзою і скляною пластиною
Основні розрахункові формули:
1. Радіус кривизни лінзи:
,
де r2k - радіус кільця, [мм]; k - номер кільця; ?- Довжина хвилі, [нм]; 0 - зазор між лінзою і скляною пластиною, [мм]
2. Довжина хвилі:
Похибки прямих вимірювань:
<...
