Измерение длины световой волны с помощью бипризмы Френеля. 1 норм. Цель работы Измерить длину световой волны с помощью бипризмы Френеля. Краткие теоретические сведения

• Название: Цель работы Измерить длину световой волны с помощью бипризмы Френеля. Краткие теоретические сведения
• Анкор: Измерение длины световой волны с помощью бипризмы Френеля
• Дата: 06.12.2022
• Размер: 51.53 Kb.
• Имя файла: 1 норм.docx
• Тип: Документы; #830692

Цель работы:

Измерить длину световой волны с помощью бипризмы Френеля.

Краткие теоретические сведения

Явление, изучаемое в лабораторной работе – интерференция света.

Основные определения:

Интерференция света – это процесс сложения световых волн, при котором обычно наблюдается характерное пространственное распределение интенсивности света (интерференционная картина) в виде чередующихся светлых и темных полос вследствие нарушения принципа сложения интенсивностей.

Свет представляет собой электромагнитные волны. Как и всякие волны, световые волны могут интерферировать. Интерференцией света называется сложение световых пучков, ведущее к образованию светлых и темных полос.

Если две световые волны придут в одну точку в одинаковой фазе, они будут усиливать друг друга. В этой точке образуется светлый участок интерференционной картины. В тех же точках пространства, в которые волны приходят в противоположных фазах, они будут ослаблять друг друга и там будет темный участок картины интерференции.

Таким образом, результат интерференции зависит от разности фаз интерферирующих волн. Чтобы картина интерференции в каждой точке пространства не менялась со временем, необходимо, чтобы разность фаз была постоянной. В противном случае в каждой точке пространства волны будут то усиливать, то ослаблять друг друга и глаз воспримет усредненную картину, т.е. не обнаружит интерференционных полос. Следовательно, наблюдать интерференционную картину можно лишь в том случае, если интерферирующие волны имеют строго одинаковую частоту и постоянную разность фаз.

Источники света и испускаемые ими лучи, удовлетворяющие указанным требованиям, называются когерентными. Только когерентные световые волны при наложении дают интерференционные полосы.

Интерференцией света называется сложение световых пучков, ведущее к образованию светлых и темных полос.

Длина волны - это расстояние, которое проходит волна за время, равное периоду колебаний

Показатель преломления (абсолютный показатель преломления) вещества — величина, равная отношению фазовых скоростей света (электромагнитных волн) в вакууме и в данной среде.

Фазой волны называется аргумент тригонометрической функции, которая описывает волну.

Когерентные колебания – колебания, у которых неизменна частота, постоянна разность фаз в точке наблюдений и оптическая разность хода меньше длины когерентности.

Время когерентности - это время, за которое фаза волн меняется на π.

Схема экспериментальной установки:



Рис.1 Схема экспериментальной установки

Пояснения к схеме:

1 – Источник тока;

2 – Щель;

3 – Светофильтр;

4 – Бипризма Френеля;

5 – Измерительный микроскоп

Основные расчетные формулы

1. 
   Расстояние между мнимыми источниками, мм
   

Где, С₁ – расстояние между изображениями мнимых источников, мм С₂ – расстояние между изображениями мнимых источников, мм

2. 
   Смещение линзы, мм
   

Где – расстояние от места расположения мнимых источников до линзы, мм

– расстояние между линзой и фокальной плоскостью микроскопа, мм

, –положения линзы, при которых в микроскопе четко видны изображения щелей, мм

3. 
   Расстояние от мнимых источников до фокальной плоскости микроскопа, мм
   

4. 
   Длинна волны, мм
   

Где, b – ширина полосы, мм

Формулы погрешностей косвенных измерений












Таблицы измерений и вычислений

Таблица 1.

№ измерения	Отсчет слева, мм	Отсчет справа, мм	Разность отсчетов, мм	Число полос	, мм	ср, мм
1	22,03	26,70	4,67	4	1,11675	1,0335
2	22,85	26,75	3,90	4	0,9750
3	22,90	26,80	3,90	4	0,9750
4	22,85	27,00	4,15	4	1,0375
5	22,90	26,95	4,05	4	1,0125

Таблица 2.

№ измерения	, мм	Отсчет положения изображений мнимых источников		, мм	, мм	Отсчет положения изображений мнимых источников		, мм	, мм
		Левого	Правого			Левого	Правого
1	407	26,14	26,47	0,33	167	33,48	34,21	0,73	240
2		26,13	26,51	0,38		33,44	34,24	0,80
3		26,08	26,57	0,49		33,56	34,26	0,70
4		26,19	26,54	0,35		33,58	34,23	0,65
5		26,10	26,49	0,39		33,52	34,22	0,70
Среднее				0,388				0,716

Исходные данные

Цена деления основной шкалы - 1 мм.



Цена деления шкалы барабана микрометрического винта - 0,01 мм.



Примеры вычислений







Пример вычислений погрешностей косвенных измерений













Окончательный результат

А

Вывод

В проведенной лабораторной работе был освоен метод измерения длины световой волны с помощью бипризмы Френеля, а также была найдена длина световой волны красного лазера. Полученное значение в пределах теоретического значения длины волны, равного 620-770 нм, что говорит о правомерности данной методики.

Был получен окончательный результат: что соответствует теоретическим свединиям длины волны красного света.