Оптика_12. Лабораторная работа 12 (оптика) Технология анализа кривизны оптических поверхностей и длины световой волны. Кольца Ньютона
 Скачать 242.74 Kb.
|
|
ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ  МИНЕСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра общей и технической физики Лабораторная работа №12 (оптика) Технология анализа кривизны оптических поверхностей и длины световой волны. Кольца Ньютона. Выполнил: студент гр. ТХО–21–1 Домнина С.С. (шифр группы) (подпись) (Ф.И.О.) Проверил: (должность) (подпись) (Ф.И.О.) Дата выполнения работы: 11.02.22 Санкт-Петербург 2022 Цель работы: Изучить явление интерференции света. Определить радиус кривизны плоско-выпуклой линзы при наблюдении колец Ньютона в монохроматическом свете известной длины волны; определить неизвестную длину волны монохроматического света при заданном радиусе кривизны линзы. Краткое теоретическое содержание Явление, изучаемое в работе: Интерференция света, наблюдение колец Ньютона в монохроматическом свете известной длины волны. Интерференция света – сложение световых пучков, ведущее к образованию светлых и темных полос, которые можно наблюдать визуально. Если две световые волны придут в одну точку пространства 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. Условие максимума можно записать как  , где оптическая разность хода будет равна целому числу длин волн. Условие минимума:  . В данном случае оптическая разность хода будет равна полуцелому числу длин волн.Когерентность – согласованность нескольких колебательных или волновых процессов во времени, проявляющаяся при их сложении. Колебания когерентны, если разность их фаз постоянна во времени, и при сложении колебаний получается колебание той же частоты. Когерентность волн является необходимым условием для интерференции. Интерференцию можно наблюдать в явлении, получившим название кольца Ньютона. Кольца Ньютона возникают, если направить свет на линзу, которая выпуклой стороной соприкасается с плоской поверхностью хорошо отполированной пластинки. При этом в отраженном свете можно будет наблюдать чередование светлых и темных колец (полос). Полосы равной толщины наблюдаются при освещении пластинки переменной толщины (клина) параллельным пучком света. Схема установки
Основные расчетные формулы 1. Формула для нахождения радиуса кривизны линзы:  2. Формула для нахождения длины волны:   – длина волны лазера, нмR – радиус кривизны линзы, м rmax – радиус светлых колец Ньютона, мм m – номер кольца Погрешность прямых измерений ΔD=0,5 мм  Таблица с результатами измерений и вычислений Таблица 1. Измерения диаметров светлых колец.
Расчет радиуса кривизны линзы R (м)   – тангенс угла наклона этой прямой Относительная погрешность определения R   Абсолютная погрешность   Конечный результат   5,8%Расчет длины волны (м)  – тангенс угла наклона этой прямой  Относительная погрешность определения   Абсолютная погрешность   Конечный результат   11,3%Вывод: В ходе лабораторной работы я изучила явление интерференции света. Определила радиус кривизны плоско-выпуклой линзы при наблюдении колец Ньютона в монохроматическом свете известной длины волны, который с учетом погрешности равен  . Определила неизвестную длину волны монохроматического света при заданном радиусе кривизны линзы, которая с учетом погрешности равна  (что входит в диапазон длин волн красного света).Можно сделать вывод о том, что данная методика нахождения радиуса кривизны линзы и длины волны приемлема, т. к. погрешности измерений проведенного опыта находятся в рамках допустимых значений (5,8% и 11,3% соответственно). | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
