Определение длины световой волны с использованием бипризмы
 Скачать 1.97 Mb.
|
|
МИНОБРНАУКИ РОССИИ Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина) Кафедра физики отчет по лабораторной работе №2 по дисциплине «Физика» Тема: ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЛИНЫ СВЕТОВОЙ ВОЛНЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БИПРИЗМЫ
Санкт-Петербург 2020 Цель работы: определение длины световой волны интерференционным методом. Экспериментальная установка состоит из оптической скамьи с мерной линейкой; бипризмы Френеля, закрепленной в держателе; источника света со светофильтром; раздвижной щели; окуляра со шкалой. Источником света служит лампа накаливания. Светофильтр, расположенный перед лампой, пропускает определенную часть спектра излучения лампы, которую и надлежит изучить. Н  а оптической скамье, снабженной линейкой с миллиметровой шкалой, помещены укрепленные на держателях вертикальная щель S, бипризма Р и окуляр О. Ширину щели можно изменять с помощью винта, находящегося в верхней части его оправы. Щель и бипризма могут быть повернуты вокруг горизонтальной оси, а бипризма также и вокруг вертикальной оси. Для получения отчетливых интерференционных полос необходимо, чтобы плоскости щели и основания бипризмы были параллельны. Это достигается соответствующим поворотом бипризмы и/или щели. Окуляр О служит для наблюдения интерференционной картины. Для измерения расстояния между полосами он снабжен шкалой, цена малого деления которой составляет 0.1 мм. Общие сведения Расчетная формула для определения расстояния между двумя тёмными полосами:  ,где  количество малых делений окулярной шкалы,  цена деления окулярной шкалы,  количество тёмных полос.Расчетная формула для определения длины волны световой волны:  ,где  расстояние от щели до бипризмы,  расстояние от бипризмы до экрана,  преломляющий угол бипризмы,  показатель преломления стекла.Расчетная формула для определения апертуры интерференции:  ,Расчетная формула для определения угла схождения лучей:  ,Неравенство, отображающее условие пространственной когерентности источника света:  ,где  допустимый размер источника (ширина щели) для данной апертуры.Условие, определяемое порядок интерференционных полос:  ,где  полоса пропускания светофильтра.  ,
2) Вычислим для одного из опытов апертуру интерференции 2α и угол схождения лучей 2β:   3) Оценим допустимые размеры источника:   4) Используя максимальное число полос max N , наблюдаемых в опыте, определим максимальный порядок интерференции max m , при котором про- исходит обрыв ИК на экране, и по известному из опыта значению длины волны излучения источника рассчитайте интервал его немонохроматичности (полосу пропускания светофильтра), длину и время когерентности его излучения:     5) Сопоставим максимальное число полос max N , наблюдаемое в опыте, с рассчитанным по формуле по экспериментально определенной ширине линий, и по формуле для длины волны зеленого света  .    6)          Вывод: были проведены эксперименты, по которым высчитана длина изучаемой волны, вычислены апертура интерференции и угол схождения, оценены размеры источника, сопоставлены экспериментальное число полос с числом полос найденных по формуле, найдены длина и время когерентности излучения волны. Решение задач Сколько длин волн монохроматического света с частотой  уложится на пути длиной s= 1,2 мм: 1) в вакууме; 2) в стекле (n= 1,50)? В опыте Юнга на пути одного из интерферирующих лучей помещалась тонкая стеклянная пластинка, вследствие чего центральная светлая полоса смещалась в положение, первоначально занятое пятой светлой полосой (не считая центральной). Луч падает на пластинку перпендикулярно. Показатель преломления пластинки n= 1,50. Длина волны света λ= 600 нм. Какова толщина hпластинки?  |
92,89 нм