Программа подготовки к лабораторной работе № 8 «Кольца Ньютона в отраженном свете. Определение радиуса кривизны линзы».

В конспекте приводим подробные ответы и выполняем действия (по пунктам).

1. В оптике при решении задач интерференции и дифракции обращаются к интенсивности.

Как определяется эта физическая величина, с какой характеристикой электромагнитной волны связана и как именно?

Рассмотрите задачу о сложении двух электромагнитных волн , в которых колебания светового вектора происходят по гармоническому закону

, ,

здесь .

Выведите формулу для интенсивности суммарного волнового поля

. (1)

Постройте график зависимости , считая разность фаз колебаний изменяется от до .

2. Рассмотрите интерференционный опыт Юнга (опыт с двумя щелями). Выведите формулу для распределения интенсивности

. (2)

3. Как вводится оптический путь?

Какими рассуждениями проводится обобщение соотношения (2) к виду

. (3)

Примечание: далее для обозначения оптической разности хода будем пользоваться сокращением ОРХ.

4. Рассмотрите интерференционный опыт по наблюдению колец Ньютона в отраженном свете. (см. Описание лабораторной работы № 8).

На большом в (½ стр.) рисунке тщательно выполните построение хода интерферирующих волн.

Почему интерференционная картина обладает симметрией?

Выведите зависимость оптической разности хода (ОРХ) от расстояния r до оси симметрии системы (при выводе считайте ).

Ваш ответ

Постройте качественно график зависимости ОРХ(r).

Постройте качественно график зависимости , считая , здесь r_* такое число, при котором ОРХ(r_*)=4l.

Сформулируйте условие минимума интенсивности и выведите формулу для квадрата диаметра темных колец (при выводе считайте ).

.

На третьей странице приведена черно-белая увеличенная фотография интерференционной картины колец Ньютона, которая будет наблюдаться на опыте (в реальном опыте используется свет из красной части спектра). Считайте, что на фотографии картина представлена в таком масштабе, что расстоянию 33 мм на фотографии соответствует расстояние 0,56 мм в реальной интерференционной картине.

Определим диаметры темных колец Ньютона в реальном опыте. Для этого проведите на фотографии прямую, проходящую через центр симметрии интерференционной картины. Измерьте линейкой диаметры темных колец на фотографии. Результаты измерений (диаметр на фотографии погрешность измерения) занесите в таблицу.

Вычислите реальные диаметры колец на интерференционной картине (сведения о масштабе представлены выше), результаты вычислений (реальный диаметр погрешность измерения) занесите в таблицу

Номер кольца	Диаметр кольца на фотографии, мм	Реальный диаметр кольца, мм

Далее вычислите квадраты диаметров и абсолютные погрешности определения этих величин, занесите результаты в таблицу (в тетради) и постройте график .

По графику вычислите .

. Выберите из следующей таблицы.

Радиус R кривизны линзы, м.	Длина волны света, мкм.

Вычислите значение радиуса R кривизны линзы и погрешность определения радиуса по формуле

.

Полученные значения занесите в соответствующую строку второй таблицы

Если в процессе подготовки к лабораторной работе Вы не смогли, следуя этой программе, выполнить те или иные действия, письменно формулируем (на обратной стороне листов с программой) ответ на вопрос: выполнение каких именно действий вызвало у Вас непреодолимые затруднения.

Рис. к лабораторной работе № 8.

Увеличенная черно-белая фотография колец Ньютона.

В реальной картине на месте белых колец будут наблюдаться красные кольца.

Компьтерную демонстрацию опыта можно провести с помощью переданной лектором в Вашу группу обучающей программы МФТИ «Оптика» (запуск optics.exe)

или на сервере физического факультета МГУ

http://genphys.phys.msu.ru/rus/demo/comp.php.

Далее выберите - «Кольца Ньютона».

Дата добавления: 2015-07-07