Порядок выполнения работы и обработка результатов измерений
ЗАДАНИЕ 1. Определение радиуса кривизны линзы
1. Установить по заданию преподавателя длину тубуса .
2. Определить цену деления микроскопа (с) по длине тубуса и по таблице перевода, представленной на рабочем столе.
3. Установить на пути лучей светофильтр с известной длиной волны по заданию преподавателя (например, красный).
4. Измерить по окулярному микрометру микроскопа диаметры нескольких колец Ньютона, начиная с первого (не менее пяти). Для этого для выбранного кольца отметить число делений на шкале слева ( ) и справа ( ) от центра. Разность между этими значениями даёт диаметр данного кольца (в делениях):
- .
Например, на рис. 2 для 5-го тёмного кольца =12 делений, а =48 делений. Следовательно, диаметр 5-го тёмного кольца равен 36 делений.
5. Диаметр колец Ньютона (в ) определяется по формуле:
.
6. Вычислить по формуле (6) радиус кривизны линзы три раза (для разных сочетаний и ).
7. Найти среднее значение радиуса кривизны линзы.
8. Результаты эксперимента занести в таблицу 1.
Таблица 1.
Но-мера колец | кра- сный | |||||||||
% | ||||||||||
Ср |
9. Вычислить абсолютную ( ) и относительную ( ) погрешности по формулам:
; .
Окончательный результат записывается в виде:
.
ЗАДАНИЕ 2. Определение длины световой волны
1. Установить на пути лучей светофильтр с неизвестной длиной волны (например, зелёный).
2. Занести в таблицу 2 среднее значение радиуса кривизны линзы, полученного в задании 1.
3. Повторить пункты (2 -5) задания 1 для данного светофильтра.
4. Вычислить по формуле (7) длину волны три раза (для разных сочетаний и ).
5. Найти среднее значение длины волны зелёного света.
Результаты эксперимента занести в таблицу 2.
Таблица 2.
Но-мера колец | Зелён | ||||||||
% | |||||||||
Ср. |
6. Вычислить абсолютную ( ) и относительную ( ) погрешности
по формулам:
;
Окончательный результат записывается в виде:
.
Контрольные вопросы
1. Что называется интерференцией света?
2. Почему интерференция считается одним из основных доказательств волновой природы света?
3. Почему интерференционная картина в белом свете имеет радужную окраску?
4. Что такое оптическая разность хода лучей?
5. Какие лучи называются когерентными?
6. Условия максимума и минимума при интерференции.
7. Способ получения интерференционной картины в виде колец Ньютона?
8. Как получаются кольца Ньютона?
9. Вывести радиусы тёмных колец в отражённом свете.
10. Вывести радиусы светлых колец в отражённом свете.
11. Чем отличаются кольца в отражённом и проходящем свете?
12. Перечислите известные вам применения интерференционных методов.
Рекомендуемая литература
- Савельев И.В. Курс общей физики (т.3). М.: Наука, СПб.: Лань, 2006.
- Трофимова Т.И. Курс физики. М.: Высш. шк., 2004.
- Справочное руководство по физике. Ч.2. Колебания, волны, оптика, атомная и ядерная физика: Учеб.-метод. пособие.- Ростов н/Д: Издательский центр ДГТУ, 2009.
- Федосеев В.Б. Физика. Ростов н/Д: Феникс, 2009.
Техника безопасности
1. К работе с установкой допускаются лица, ознакомленные с её устройством и принципом действия.
2. Для предотвращения опрокидывания установки необходимо располагать её только на горизонтальной поверхности.
3. Не следует касаться пальцами поверхностей оптических деталей микроскопа.
Составители: С.И. Егорова, И.Н. Егоров, Г.Ф. Лемешко