Лабораторная 2. Лабораторная работа по курсу общей физики изучение интерференции лазерного излучения проверил Преподаватель

• Название: Лабораторная работа по курсу общей физики изучение интерференции лазерного излучения проверил Преподаватель
• Дата: 31.01.2022
• Размер: 44.24 Kb.
• Имя файла: Лабораторная 2.docx
• Тип: Лабораторная работа; #347302

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего образования

"Томский государственный университет систем управления и
радиоэлектроники" (ТУСУР)
Кафедра Физики

ОТЧЕТ

Лабораторная работа по курсу общей физики

ИЗУЧЕНИЕ ИНТЕРФЕРЕНЦИИ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ



Проверил

Преподаватель

Панченко Н.А.

“22” ноября 2021 г.
Выполнили

Студенты гр. 720-1

Шарапов А.А.

Рыжик К.Е.

Зайцев А.А.

“22” ноября 2021г.

Томск 2021

ВВЕДЕНИЕ

Целью настоящей работы является изучение интерференции электромагнитных волн видимого диапазона, генерируемых газовым гелий-неоновым лазером, и исследование характеристик интерференционной картины.

1 ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ И МЕТОДИКИ ИЗМЕРЕНИЙ

Для получения картины интерференции лазерного излучения собирается установка по схеме, изображенной на рисунке 1.1. Установка состоит из гелий-неонового лазера, используемого в качестве источника монохроматического излучения, рамки с набором пар щелей, укрепленной на перемещающемся в трех плоскостях столике, и экрана. Все детали установки расположены на оптической скамье, на которой имеется шкала с миллиметровыми делениями.



Рисунок 1.1 – Схема экспериментальной установки

Методика эксперимента: Пучок когерентных параллельных лучей, испускаемых лазером 1, падает на щель 2. Регулируя щель микровинтом, можно ограничить фронт волны и вырезать лишь узкий плоский участок. В этом случае за щелью образуется поле вторичных волн, которые создают дифракционную картину, наблюдаемую на экране 3, отстоящем достаточно далеко от щели.

2 ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ

Формула для расчета ширины интерференционной полосы, определяемой как расстояние между соседними минимумами:

,

(2.1)

Где длина световой волны в вакууме,

расстояние от экрана до щелей,

расстояние между щелями.
Формула для расчета волны излучения лазера:

.	(2.2)

Выражение для вычисления расстояния между щелями d:

(2.3)
3 РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ИХ АНАЛИЗ

Экспериментальные данные и результаты их обработки представлены в таблице 3.1. Длины волн излучения лазера были найдены по формуле 2.2.

Таблица 3.1 – Результаты прямых и косвенных измерений для определения длины волны лазерного излучения.

Номер опыта	Ширина m интерфернционных полос	Число полос	Ширина одной интерфернционной полосы	Расстояние от экрана до щелей	Длина волны излучения лазера
	(h*m), м	m	hср, м	l, м	λ0, м
1	0,015	3	0,005	1,1	6,36*10^(-7)
2	0,013	3	0,00433	1	6,062*10^(-7)
3	0,012	3	0,0035	0,9	6,22*10^(-7)
4	0,01	3	0,0033	0,8	6,36*10^(-7)

Вычисление <λ>:

<λ> = = 6,2505 ∙ 10^-7 м.
По формуле 2.3 вычислены расстояния между щелями d и представлены в таблице 3.2.

Таблица 3.2 – Результаты прямых и косвенных измерений для определения расстояния между щелями

Номер опыта	l, м	λ0, м	(h*m), м	m	hср, м	d, м
1	1,1	6,36*10^(-7)	0,015	3	0,005	1,4*10^(-4)
2	1,1	6,36*10^(-7)	0,012	3	0,004	1,75*10^(-4)
3	1,1	6,36*10^(-7)	0,008	3	0,00266	2,62*10^(-4)
4	1,1	6,36*10^(-7)	0,005	3	0,00166	4,2*10^(-4)
5	1,1	6,36*10^(-7)	0,004	3	0,00133	5,25*10^(-4)

Линеаризованный график зависимости ширины интерференционной полосы h от 1/d представлен на рисунке 2.1.



Рисунок 2.1 - График
ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе лабораторной работы была изучена интерференция электромагнитных волн видимого диапазона, генерируемых газовым гелий-неоновым лазером, и исследованы характеристики интерференционной картины.

Так же в результате проделанной работы были получены следующие величины:

<λ> = 6,2505 ∙ 10^-7 м.

d₁ = 1,4∙ 10⁻⁴м

d₂ = 1,75 ∙ 10⁻⁴м

d₃ = 2,62 ∙ 10⁻⁴м

d₄ = 4,2 ∙ 10⁻⁴м

d₅ = 5,25 ∙ 10⁻⁴м.