Лабораторная работа по физике
ИЗУЧЕНИЕ ЯВЛЕНИЙ ИНТЕРФЕРЕНЦИИ
Интерференция света
Интерференция – это результат наложения двух когерентных световых волн. В результате чего в одних местах появляются минимумы, а в других – максимумы.
Согласованное протекание во времени и пространстве нескольких колебательных или волновых процессов называется когерентностью.
Когерентности удовлетворяют монохроматические волны – неограниченные в пространстве волны одной определенной и строго постоянной частоты.
Геометрической разностью хода Δl называется разность расстояний, которые проходят лучи до данной точки от двух разных источников.
Оптической разностью хода  - это произведение показателя преломления в той среде, где движется луч с геометрической разностью хода.
Пусть имеется два когерентных источника S1
и S2
(в виде узких щелей) расположенных на расстоянии D от экрана.
Зная D и λ рассчитаем расстояния между соседними максимумами:
Если  , то  . Тогда  .
Для двух соседних максимумов разность хода должна быть равна четному числу полуволн. Расстояние между двумя соседними максимумами называется шириной интерференционной полосы  .
Кольца Ньютона – это один из вариантов «полос равной толщены».
 – Радиус кольца.
Если наблюдение проводится в отраженном виде, то
Выразим толщину h через радиус кривизны линзы:
Из AOB
При nвозд
= 1:  ;
Максимумам интерференции в отраженном свете соответствуют минимумы в проходящем, и наоборот.
L = 4(м); λкр
= 700(нм); λзел
= 550(нм); λсин
= 450 (нм);
Опыт Юнга (табл. 1)
d
[мм]
|
Δlкр
[мм]
|
Δlзел
[мм]
|
Δlсин
[мм]
|
Ψ=L/d
[рад]
|
| 1,5 |
1,87 |
1,47 |
1,20 |
2,67 |
| 1,7 |
1,65 |
1,29 |
1,06 |
2,35 |
| 1,9 |
1,47 |
1,16 |
0,95 |
2,11 |
| 2,2 |
1,27 |
1,00 |
0,82 |
1,82 |
| 2,5 |
1,12 |
0,88 |
0,72 |
1,60 |
| 2,7 |
1,04 |
0,81 |
0,67 |
1,48 |
| 3 |
0,93 |
0,73 |
0,60 |
1,33 |
|
Кольца Ньютона (табл. 2)
R
[см]
|
λкр
|
λзел
|
 |
 |
 |
 |
| 50 |
0,592 |
3,5 |
0,524 |
2,7 |
| 70 |
0,700 |
4,9 |
0,620 |
3,8 |
| 90 |
0,794 |
6,3 |
0,704 |
4,9 |
| 110 |
0,877 |
7,7 |
0,778 |
6,0 |
| 130 |
0,954 |
9,1 |
0,846 |
7,1 |
| 150 |
1,025 |
10,5 |
0,908 |
8,2 |
| 170 |
1,091 |
11,9 |
0,967 |
9,3 |
| 200 |
1,183 |
14,0 |
1,049 |
11,0 |
|
Опыт Юнга
По таблице 1 построим график зависимости ширины полос Δl от угла схождения лучей на экране Ψ:
Определим длину волны через угол наклона соответствующей прямой к оси абсцисс:
Кольца Ньютона
По таблице 2 построим график зависимости квадрата радиуса темного кольца r к радиусу кривизны поверхности линзы R:
  
Определим длину волны через угол наклона соответствующей прямой к оси абсцисс:
Выводы по работе
Рассчитаны длины волн в опыте Юнга и кольцах Ньютона.
|
