От двух щелей

• Название: От двух щелей
• Дата: 12.10.2022
• Размер: 313 Kb.
• Имя файла: 7-2.docx
• Тип: Лабораторная работа; #730458

Омский государственный технический университет

Кафедра физики

Отчёт

по лабораторной работе №7-2

ИЗУЧЕНИЕ ИНТЕРФЕРЕНЦИИ СВЕТА

ОТ ДВУХ ЩЕЛЕЙ

Выполнил:

Студент группы: ПР-191 Наумов А.Д____

____________________________________

Проверил: Блесман А.И________________

____________________________________

Дата: 17.12.2020______________

Омск 2020

Лабораторная работа № 7–2

ИЗУЧЕНИЕ ИНТЕРФЕРЕНЦИИ СВЕТА ОТ ДВУХ ЩЕЛЕЙ

Цель работы: понаблюдать интерференцию света и определить расстояния между щелями по интерференционной картине.

Приборы и принадлежности: модульный лабораторный учебный комплекс МУК-О, миллиметровая линейка, лист белой бумаги.

Краткая теория

В работе на непрозрачный экран с двумя бесконечно узкими параллельными щелями

падает нормально плоская монохроматическая волна

Щели являются источниками кагеретных волн

В результате наложения этих волн на экране наблюдения происходит явление интерференции Наблюдаемая интерференционная

картина представляет собой систему паралленльных светлых и темных полос

Ширина интерференционной полосы определяется по формуле:

(2.3.)

в которой:

L – Расстояние от щелей до экрана

d – середина пастояние между щелями

λ – длина волны

Ширина интерференционной полосы не зависит от положения максимума, что используется в работе для определения расстояния между щелями

Задача расчета ин­­­­­­терференционной картины при наклонном падении света на систему двух реальных щелей S₁ и S₂ (см. рис.), находящихся на расстоянии d друг от друга, эквивалентна (при условии d<) задаче об интерференционной картине при нормальном падении света на систему щелей и , находящихся на «кажущемся» расстоянии , где α – угол между экраном, на котором расположены щели, и плоским фронтом волны (см. рис.)

П ри этом в формуле (2.3) реальное расстояние между щелями d можно заменить на «кажущееся» .

При изменении угла α будет изменяться расстояние между щелями и по ее измерениям можно рассчитать ширину интерференционной полосы по формуле (2.3).

Тогда по известному углу  можно рассчитать истинное расстояние между щелями:

(2.4)

Экспериментальная часть

После настройки оборудования в соответствии с порядком выполнения работы необходимо пронаблюдать изменение интерференционной картины при повороте экрана с щелями по отношению к плоскому фронту волны и сделать соответствующие выводы.

Далее необходимо в выделенной ниже области листа отчета отметить середины 5–7 отчетливых максимумов в центре картины для каждого угла α:



Обработка результатов измерений

1. Миллиметровой линейкой необходимо измерить и записать в таблицу расстояние l между крайними отмеченными максимумами для каждого угла α.

Следует занести в таблицу значения величин L и , указанные
на лицевой панели установки.

Таблица

№ п/п	, град	l, мм	N	x, мм	, мкм	L, мм	, мкм	d, мкм	, мкм	d, мкм	d, %
1	0	22	7	3,76	0,65	370	65,5	66,5	65,4	3,1	4,6
2	30	25	7	4,17			57,7	67,6
3	60	45	7	7,5			32,1	64,1

Студент(ка) гр. ПР-191 Наумов Андрей Дмитриевич (указать ФИО)

Дата выполнения 17.12.2020 Подпись преподавателя _________________

2. Рассчитать среднее расстояние между соседними максимумами интенсивности света по формуле:



где N – число измеренных максимумов (следует указать в таблице)

= 3,67 4,17 7,5

3. Вычислить по формуле (2.3) «кажущееся» расстояние для каждого из выбранных углов :

α = 0 = = 65,53*

α = 30° 57,67*

α = 60° 32,07*

Результаты занести в таблицу.

4. Рассчитать по формуле (2.4) расстояние между щелями d для каждого из углов:

α = 0 d = = _{= 65,53*}

α = 30° d = =66,57*

α = 60° _{d =} =64,14*

Результаты занести в таблицу.

5. Вычислить среднее значение расстояния между щелями:

= = = 65,41

6. Найти отклонения d_i от среднего:

Δd₁ =

Δd₂ =

Δd₃ =

5. Найти среднюю квадратичную погрешность

= 1,041*

6. Задать надежность α (0,9 или 0,95) и в таблице найти коэффициент Стьюдента

t_α = 2,9 при α = 0,9

7. Найти абсолютную погрешность расстояния между щелями:

∆d = t_α·S_d = 2,9*1,041* = 3,02 3,1

8. Найти относительную погрешность *100% = 4,6%

Результаты занести в таблицу.

Выводы

Для наблюдения явления интерференции направили лазерные лучи, испускаемые установкой, на лист бумаги с двумя узкими щелями, являющимися источниками когерентных волн.

По полученной при нормальном падении волны на экран с щелями картине отметили на листе бумаги середины 7 максимумов и измерили расстояние между максимумами.

Повторили эксперимент еще для двух заданных значений углов α между экраном с щелями и плоским фронтом волны

Рассчитали расстояние между щелями:



Обработку результатов измерений провели по методике обработка косвенных непроизводных измерений