50458

Определение радиуса кривизны линзы с помощью колец Ньютона. Ознакомление с явлением интерференции в тонких прозрачных пластинках

Лабораторная работа

Физика

Минимум освещенности темное кольцо 3 Как связаны величины с радиусом линзы R и радиусами колец rk Из рис. видно: Учитывая малость величины R и разлагая в ряд получим: Таким образом оптическая разность хода между двумя интерферирующими лучами равна: 4 Принимая во внимание условие интерференции 3 получим для темных колец Аналогично можно найти и для радиусов светлых колец.

Русский

2015-01-22

39 KB

4 чел.

Определение радиуса кривизны линзы с помощью колец Ньютона.

Цель работы:  ознакомление с явлением интерференции в тонких прозрачных пластинках, в частности, когда интерференционная картина локализована на поверхности тонкого клина (полосы равной толщины), применение интерференции для определения радиуса кривизны сферичемкой поверхности.

Введение. Пусть плоско-выпуклая линза с большим радиусом кривизны R соприкасается в некоторой точке с плоской поверхностью (рис. 1a.).

Рис . 1.

Если на такую систему вертикально сверху падает пучок монохроматического света, то световые волны, отражаясь от нижней поверхности пластины (рис. 1б), будут интерферировать между собой. Разность хода () между лучом 1 и 2 (рис. 1б) в силу большого радиуса кривизны R можно считать равной :

= 2 + /2      (1)

Слагаемое /2 появляется за счет того, что при отражении луча 1 от верхней поверхности пластины, показатель преломления которой больше, чем показатель преломления воздуха, появляется дополнительная разность хода, равная /2 (см Фриш С. Э. Общий курс физики. T.3.C.261).

Максимальная освещенность (светлое кольцо) получается при условии

= 2k/2      (2)

k = 0, 1, 2, ... минимум освещенности - темное кольцо

      (3)

Как связаны величины с радиусом линзы R и радиусами колец rk? Из рис. 1a. видно:

Учитывая малость величины /R, и разлагая в ряд  получим:

rk2 = 2R

Таким образом, оптическая разность хода между двумя интерферирующими лучами равна:

                  (4)

Принимая во внимание условие интерференции (3), получим для темных колец

(rk2)темн. = kR                             (5)

Аналогично можно найти и для радиусов светлых колец.

Измеряя радиусы светлых и темных колец, можно определить R, если известна длина волны .

Экспериментальная часть.

Измерения ведутся при помощи микроскопа МИ-1, на столике которого помещают линзу с пластинкой из темного стекла в специальной оправе. Освещение системы осуществляется при помощи ртутной лампы и плоской прозрачной пластинки, закрепленной на тубусе микроскопа (рис. 2.).

1 - темная пластинка

2 - поворотная стеклянная пластинка

3 - светофильтр

Рис. 2.

Порядок выполнения работы.

  1.   Ознакомиться с описанием осветителя ОИ-18.

Включить ртутную лампу, положить на предметный столик микроскопа лист бумаги и получить на ней светлое пятно от поворотной пластины. (Сначала двигать лампу в оправе, потом поворотное стекло).

На темную пластинку положить кусочек бумаги  и сфокусировать на него микроскоп.

В точке соприкосновения линзы с пластинкой должно быть темное пятно.       Если пятна нет, обратиться за помощью к преподавателю. Поместить оправу с темной пластинкой и линзой на предметный столик.

Двигая предметный столик, при этом не сдвигая фокусировки микроскопа, рассмотреть систему колец Ньютона. Вставить светофильтр.

Смещая поворотную пластинку, добиться яркой и контрастной интерференционной картины.

Измерить диаметр темных колец (не менее 15 колец). Измерения проводить, вращая барабан микровинта только в одну сторону, чтобы исключить люфт барабана.

Требования к отчету.

  1.  Результаты измерений, подписанные преподавателем.

Длина волны излучения   = 5.7810-15 см. Построить зависимость r2к от к. Из угла наклона прямой определить радиус R линзы.

Правила техники безопасности при выполнении работы.

  1.  В лаборатории используется напряжение 220 В переменного тока и 5 кВ постоянного тока, которые опасны для жизни.

Студентам запрещается включать и производить какие-либо действия с приборами, не относящимися к работе.

Студенты могут включать приборы только после разрешения преподавателя.

В работе используется ртутная лампа, являющаяся источником ультрафиолетового (УФ) излучения, которое оказывает вредное воздействие на зрение, однако стеклянное окошко лампы практически полностью поглощает УФ излучение.

Запрещается работать при снятом окошке, или кожухе лампы.

О всех неисправностях немедленно сообщать преподавателю.

Контрольные вопросы.

  1.  Где локализована интерференционная картина? Почему?

Показать, что порядок интерференции к совпадает с номером кольца, если кольца пронумеровать начиная с нуля.

Какое пятно наблюдается в центре интерференционной картины и почему?

Что надо измерять : радиус или диаметр колец?

Почему интерференционная картина имеет вид окружностей?


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

45264. Самопрезентация специалиста как ПР-ресурс: специфика, формы, технологии 25.5 KB
  Самопрезентация специалиста как ПРресурс: специфика формы технологии. Самопрезентация является составной частью сложного процесса формирования профессионального имиджа специалиста. Самопрезентация может быть как начальным этапом какого-либо делового процесса так и отдельным самостоятельным элементом общения. В общем виде самопрезентация представляет собой управление производимым впечатлением умение представить себя и свое дело.
45265. GSM. Регистрация в сети 64 KB
  Регистрация в сети. При каждом включении телефона после выбора сети начинается процедура регистрации рис. Рассмотрим наиболее общий случай регистрацию не в домашней а в чужой так называемой гостевой сети будем предполагать что услуга роуминга абоненту разрешена. По номеру IMSI VLR гостевой сети определяет домашнюю сеть и запрашивает ее HLR.
45266. GSM. Обновление местоположения. Аутентификация и защита 91.5 KB
  Обновление местоположения. Один из вариантов определения местоположения периодически сообщать о расположении объектов в каждой соте. Другой крайний случай уведомлять систему при изменении местоположения мобильной станции широковещательным сообщением. Компромиссное решение используемое в GSM оповещение о местоположении при смене группы сот в зоне местоположения приводящей к ухудшению связи.
45267. GSM. Передача соединения (хэндовер). Роуминг 169 KB
  Переключение каналов между базовыми станциями контролируемыми разными BSC но одним MSC. Переключение каналов между базовыми станциями за которые отвечают не только разные BSC но и разные MSC. Варианты хэндовера В общем случае проведение хэндовера задача MSC. Но в двух первых случаях называемых внутренними хэндоверами чтобы снизить нагрузку на коммутатор и служебные линии связи процесс смены каналов управляется BSC а MSC лишь информируется о происшедшем.
45268. Протоколы сети GSM. Общая структура 37.5 KB
  Уровень 1 физический уровень который использует структуры канала рассмотренные выше по воздушному интерфейсу. Уровень 2 уровень звена передачи данных по Um интерфейс уровень звена передачи данных это модифицированная версия LPDпротокола используемого в ISDN; она называется LPDm. Уровень 3 сигнальный протокол из GSM использующий также модифицированную версию LPD; самостоятельно разделен на 3 подслоя.
45269. Протоколы сети GSM. Подсистемы сигнальных протоколов, использование ОКС№7 (BSSAP, DSSMAP) 97 KB
  Структура протоколов GSM Для передачи сигнальных сообщений между центром коммутации мобильной связи MSC и системой базовой станции Bse Sttion System используются MTP Messge Trnsfer Prt и подсистемы управления соединением канала сигнализации SCCP Signling Connection Control Prt которые являются частями системы ОКС № 7. Основные сведения о подсистеме управления соединением канала сигнализации ОКС № 7 SCCPCSS№7 Система управления соединением канала сигнализации SCCP Signling Connection Control Prt управляет логическими...
45270. Принципы построения сети сотовой связи на основе CDMA (многостанционный доступ с кодовым разделением каналов) 403 KB
  Каналы трафика и управления В CDM каналы для передачи от базовой станции к мобильной станции называются прямыми Forwrd. В обратном направлении подвижные станции отвечают асинхронно без использования пилотного сигнала при этом уровень мощности приходящий к базовой станции от каждой подвижной станции одинаков. Состав прямых каналов Пилотный канал Pilot Chnnel предназначен для установления начальной синхронизации контроля уровня сигнала базовой станции по времени частоте и фазе идентификации базовой станции. Канал синхронизации SCH ...
45271. Сеть общеканальной сигнализации ОКС- 7. Принципы построения, режимы 47.5 KB
  Сеть общеканальной сигнализации ОКС 7. Рисунок по структуре протоколов В системе ОКС7 сигнальные сообщения передаются по отдельными звеньям сигнализации причем одно звено сигнализации может передавать сигнальные сообщения для большого числа разговорных каналов. Для обеспечения избыточности в другой системе ИКМ как правило предоставляется дополнительный канал сигнализации. ОКС7 имеет собственную сеть сигнализации независимую от разговорной сети.
45272. Уровни и подсистемы ОКС-7 55 KB
  Верхний уровень ОКС7 включает подсистемы: обеспечивание транзакций TCP пользовательские ISUP MUP HUP сервисные элементы прикладного уровня SL уровень подвижной связи стандарта GSMMP прикладная подсистема интеллектуальной сети INP подсистема эксплуатации техническое обслуживание и административное управление OMT. Подсистема пользователя ОКС7 обеспечивает функции сигнализации необходимые для обслуживания вызовов в телефонной сети и в сети ISDN а также для поддержки дополнительных услуг в ISDN. Подсистема...