Експериментальна частина. Для експериментального дослідження явища інтерференції направимо промінь лазера (1)

Для експериментального дослідження явища інтерференції направимо промінь лазера (1) на дві близько розташовані одна від

Рисунок 1.2

одної щілини (2) (рис. 1.2) Ширина кожної щілини та відстань між ними дорівнюють приблизно 0,1 мм. Щілини освітлені лазером в такий спосіб являють собою два монохроматичних джерела світла, крім того кожна точка у просторі за щілинами має певне фіксоване значення різниці фаз коливань, що накладаються одне на одне. Тобто ми маємо два когерентних джерела світла. В результаті у просторі за щілинами утворюється сталий перерозподіл інтенсивності світла з максимумами та мінімумами інтенсивності. Якщо за щілинам розмістити екран (3), то на ньому утвориться інтерференційна картина мінімумів та максимумів інтенсивності світла, які чергуються.

З геометрії задачі отримуємо формулу для зв’язку між величинами

, (1.5)

де y - відстань між сусідніми максимумами; λ - довжина хвилі; L - відстань між щілинами та екраном; d - відстань між щілинами.

З формули (1.5) для довжини хвилі одержуємо

. (1.6)

2.3 Хід роботи

1.Направити промінь лазера на дві щілини та отримати на екрані інтерференційну картину.

2.Виміряти відстань L між щілинами та екраном.

3.Зафіксувати на міліметровому папері інтерференційну картину, яка б складалася щонайменше з трьох груп ярких інтерференційних максимумів (рис. 1.3).

Рисунок 1.3

4.Для розрахунку довжини хвилі за формулою (1.6) необхідно виміряти середню відстань між сусідніми максимумами - , але ця відстань занадто мала, щоб її можна було виміряти звичайною міліметровою лінійкою. Тому підрахуємо кількість ярких максимумів в центральній групі максимумів. Нехай ця кількість дорівнює , а проміжків між ними (а це саме і є відстань y) буде . Виміряємо відстань S ₁, між крайніми максимумами в цій групі. Аналогічно виміряємо відстані S _2, S ₃, так як показано на рис. 1.3 і обчислимо відповідно три значення за формулами:

. (1.7)

Результати вимірювань занесемо в таблицю 1.1.

Таблиця 1.1

№	Si, мм	yi , мм	, мм	L, мм	d, мм	λ, мм
					0,22

5. За формулою (1.6), користуючись середнім значенням , розрахувати довжину хвилі лазерного випромінювання в міліметрах, одержаний результат перевести в метри і остаточно в нанометри. Експериментальне значення λ порівняти з табличним.

6. Похибки вимірювань обчислити за формулами (1.8) – (1.12).

; (1.8)

, де , ; (1.9)

, де , ; (1.10)

, де ; (1.11)

. (1.12)

6. Остаточний результат вимірів довжини хвилі λ представити у вигляді

. (1.13)

Порівняти одержаний результат з табличним значенням:

λ _табл. = 630 нм

Контрольні запитання

1.В чому полягає явище інтерференції світла?

2.Які джерела хвиль називають когерентними?

3.Що таке оптична різниця ходу?

4.Якими формулами визначаються умови інтерференційного максимуму та мінімуму?

Література

1.Ландcберг Г. С. Оптика. – М.: Наука, 1976.- с. 62 – 94.

2.Сивухин Д. В. Общий курс физики. – т. 4. – М.: Наука, 1980.- с 188- - 256.

3.Савельев И. В. Курс общей физики.– т. 2. – М.: Наука, 1982.- с. 347 – 374.

2 ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 62. ДОСЛІДЖЕННЯ ДИФРАКЦІЇ ФРАУНГОФЕРА НА Щ1ЛИНІ

Мета роботи -дослідити явище дифракції на одній щілині.

Прилади і обладнання: лазер, щілина, екран, лінійка.

Дата добавления: 2015-10-29