Изучение интерференции в опыте Юнга

 

1. После настройки установки (см. работу 4.1) поставьте на оптическую скамью 4 держатели Д6 с линзой Л1 и Д7 с объективом О (рис.4.9). Найдите такое положение Д7, при котором на экране фоторегистратора Э3 появится светящаяся точка. Таким образом луч лазера будет сфокусирован в объектной плоскости Э2 лупы Л2. Между держателями Д7 и Д4 установите держатель Д5. Если в его кассету поместить щель (экран N24), то на экране Э3 вместо яркой точки появится дифракционная картина от одной щели (см. § 7 разд.3). Она состоит из центрального дифракционного максимума и ряда побочных максимумов по обе стороны от центрального, расположенных симметрично в направлении, перпендикулярном щели. Размер центрального максимума определяется соотношением дифракции: если излучение с длиной волны l проходит через отверстие размером d, то возникает дифракционная расходимость, определяемая углом дифракции Q_Д, порядок величины которого

                                        Q_Д ~ l/d.                                 (4.15)

2. Проверьте соотношение (4.15), измерив размер центрального максимума H₃ на экране Э3 и расстояние l между экранами Э1 и Э2 (соответствующими рисками держателей Д5 и Д4). Тогда

Q_Д = ,

где b — поперечное увеличение, найденное в работе 4.1.

 

 

Рис.4.9

 

3. Установите в кассете держателя Д5 экран с двумя щелями (N27). Аккуратно закрывая и открывая одну из щелей, постарайтесь пронаблюдать, чем отличаются распределения интенсивности от одной и от двух щелей.

Первая и вторая щели, открытые раздельно, дают одинаковые распределения интенсивности с угловой шириной максимума, определяемой (4.15). Если же открыты две щели, то картина на экране оказывается «изрезанной» интерференционными полосами. Иными словами, интенсивности излучения от двух щелей не складываются: I ¹ I₁ + I₂. Это и есть явление интерференции.

4. Измерение длины волны. Держатель Д5 придвиньте поближе к объективу О (Д7) для того, чтобы расстояние l от объекта до плоскости лупы Э2 было большим. Для двух экранов (N27, N28) найдите ширину интерференционной полосы Dx. Для этого определите на экране фоторегистратора Э3 разность координат Dx _M между минимумами, разнесенных на несколько полос (M = 3 – 5). Тогда ширина интерференционной полосы Dx = Dx _M /bM. Измерения повторите несколько раз. Результаты измерений занесите в заранее самостоятельно подготовленную таблицу. Найдите среднее значение <Dx> для каждого экрана. Измерьте расстояние l и рассчитайте l по формуле (4.8), оцените погрешность.

5. Распределение интенсивности. Установите в кассете держателя Д5 экран с двумя щелями (N27). На экране Э3 получится интерференционная картина, винтами держателя Д4 сместите ее на окно фотодатчика и измерьте распределение интенсивности от двух щелей с шагом 0,5 мм в пределах центрального дифракционного максимума. Результаты измерений занесите в заранее самостоятельно подготовленную таблицу. Проделайте аналогичные измерения для одной щели (экран N23). Постройте графики I(x).

 

Задание 2

 

⇐ Предыдущая42434445464748495051Следующая ⇒

Поделиться: