Изучение интерференции света при отражении

От стеклянной пластины

 

1. Ознакомившись с элементами и работой всех узлов установки, включите лазер (с помощью лаборанта). Убедитесь, что лазерный луч идет параллельно оптической скамье. Для этого выведите из хода луча круглый экран 1, повернув его вокруг вертикальной оси (см. рис.3), а также снимите рейтеры 2 и 3 с оптической скамьи. Лазерный луч должен попадать в центр экрана Э2 (яркая точка должна совпадать с «нулевым» отсчетом шкалы Э2). Ослабив стопорный винт СВ рейтера 4, передвиньте рейтер вдоль оптической скамьи, при этом положение яркой точки на экране Э2 не должно меняться. В противном случае отъюстируйте луч лазера с помощью лаборанта или дежурного сотрудника. Убедившись, что луч лазера отъюстирован, установите рейтер 4 в крайнем положении и затяните стопорный винт.

2. Установите на оптической скамье рейтер 3 со стеклянной пластинкой на максимальном удалении от лазера. Сориентируйте пластину перпендикулярно к направлению пучка так, чтобы отраженный от нее пучок падал в центр выходного отверстия лазера. Затем введите в ход пучка объектив с круглым экраном Э. На экране Э2 появится светлое пятно. Тщательно отцентрируйте объектив О, таким образом, чтобы центр круглого светлого пятна приходился на «нулевой» отсчет шкалы Э2. Стопорные винты всех рейтеров должны быть зажаты.

На экране Э должна появиться система концентрических светлых и темных колец (должны быть четко видны 5 – 6 колец). Центр этих колец должен совпадать с центром круглого экрана. При необходимости проведите дополнительную юстировку объектива и стеклянной пластины.

3. Прежде всего, следует пронумеровать (в лабораторном журнале) темные кольца, радиусы которых подлежат измерению. Номера N = 1, 2, 3  и т.д. приписывают темным кольцам в порядке возрастания их радиусов (номер N = 1 приписывают, например, первому темному кольцу вблизи отверстия экрана).

4. После этого измерьте радиусы первых пяти темных колец с помощью двух перпендикулярных шкал на поверхности экрана, по горизонтальной — x₁ и x₂ и по вертикальной — y₁ и y₂, результаты измерений занесите в табл.1.

 

Таблица 1

 

N	1	2	3	...
x1, мм
x2, мм
y1, мм
y2, мм
r N
rN2

 

Измерьте расстояние z между рисками рейтеров 1 и 3. При установке пластины, как на рис.3, расстояние между экраном и пластиной l = z.

5. Найдите среднее значение радиуса каждого темного кольца r _N и его квадрат. Постройте график зависимости  от номера N кольца. График должен быть линейным. Масштабы следует выбирать так, чтобы прямая составляла с осями угол, близкий к 45° (как это обычно делается). Размер графика должен быть не менее 15х15 см.

6. Из наклона прямой вычислите отношение  и по формуле (2) найдите показатель преломления n. Длина волны излучения лазера = 632,8 нм, толщина стеклянной пластины d = = 20,0 мм. Оцените погрешность Dn.

Используя найденное значение n, вычислите максимальный порядок интерференции, который, как следует из формулы (1), определяется выражением . Обратите внимание на полученный результат. Оцените нижнюю границу длины когерентности лазерного излучения l_ког, исходя из того, что интерференция волн наблюдается, если оптическая разность хода .

 

Задание 2

 

⇐ Предыдущая31323334353637383940Следующая ⇒

Поделиться: