Кольца Ньютона
Рассмотрение явления интерференции при помощи установки для определения колец Ньютона. Принципы измерения диаметра колец при различной длине волны. Определение длины волн при заданном радиусе кривизны линзы и радиуса кривизны при заданной длине волны.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 06.03.2015 |
| Размер файла | 474,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ
«ГОРНЫЙ»
Кафедра общей и технической физики
ОТЧЕТ
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 9
«Кольца Ньютона»
Выполнил: студент гр. РФ-13 /Селин М.С.
Проверил: доцент /Ломакина Е.С.
Санкт-Петербург
2015
Цель работы:
При помощи установки измерить диаметр колец при различной длине волны и:
определить длину волн при заданном радиусе кривизны линзы;
определить радиус кривизны при заданной длине волны.
Теоретические сведения:
Интерференцией называется сложение волн от двух или нескольких источников, когда в результате сложения нарушается принцип суперпозиции интенсивностей.
Кольца Ньютона наблюдаются в том случае, когда выпуклая поверхность линзы малой кривизны соприкасается с плоской поверхностью хорошо отполированной пластинки, так что остающаяся между ними прослойка постепенно утолщается от центра к краям (рис.1).
Если на линзу попадает пучок монохроматического света, то световые волны. отраженные от верхней и нижней границ этой воздушной прослойки, будут интерферировать между собой. В центре наблюдается черное пятно, окруженное рядом концентрических светлых и темных колец убывающей толщины. При наблюдении в проходящем свете будет обратная картинка: пятно в центре будет светлым, все светлые кольца заменятся на темные и наоборот.
Свет представляет собой электромагнитные волны.
Когерентный свет - серия волн, одинаковых по фазе и с одинаковой частотой и плоскостью поляризации.
Линзой называется прозрачное тело, ограниченное двумя криволинейными (чаще всего сферическими) или криволинейной и плоской поверхностями.
Монохроматический свет - световые колебания одной частоты.
Основные расчетные формулы:
(1) - геометрическая разность хода;
(2) - условие максимума для колец;
(3)
- соотношение между радиусом го темного кольца, толщиной и радиусом кривизны плосковыпуклой линзы (в идеале );
(4)
- соотношение при использовании слегка выпуклых линз для темных колец;
(5)
(6)
формула для определения длины волны при заданном радиусе кривизны линзы: - длина волны; R- радиус кривизны плосковыпуклой линзы; n- номер порядка.
(7) -
формула для определения радиуса кривизны линзы при заданной длине волны.
(8) -
формула для вычисления погрешности длины волны.
(9) - формула для вычисления погрешности кривизны линзы.
Схема установки:
Размещено на http://www.allbest.ru/
Таблица №1 - «Результаты измерений радиусов колец»
|
№ кольца |
r, мм зел. |
r, мм жел. |
r, мм фиол. |
|
|
1 |
3,4 |
4,1 |
3,9 |
|
|
2 |
4,8 |
5,2 |
5 |
|
|
3 |
5,6 |
6,2 |
6,2 |
|
|
4 |
6,3 |
6,9 |
7 |
|
|
5 |
6,8 |
7,3 |
7,4 |
|
|
6 |
7,2 |
8,1 |
8,1 |
|
|
7 |
7,9 |
8,7 |
8,5 |
|
|
8 |
8,2 |
9 |
9,2 |
|
|
9 |
8,8 |
9,2 |
9,4 |
|
|
10 |
9,1 |
9,4 |
9,6 |
Графики зависимости:
График №1
График №2
График №3
График №4
Основные расчеты:
Таблица 2
|
№ кольца |
r, мм зел. |
r2, мм2 зел |
R, м |
2d0R, м2 |
, нм |
|
|
1 |
3,5 |
12,25 |
12,38 |
0,17 |
571 |
|
|
2 |
4,7 |
22,09 |
12,38 |
0,17 |
571 |
|
|
3 |
5,4 |
29,16 |
12,38 |
0,17 |
571 |
|
|
4 |
6,1 |
37,21 |
12,38 |
0,17 |
571 |
|
|
5 |
6,8 |
46,24 |
12,38 |
0,17 |
571 |
|
|
6 |
7,2 |
51,84 |
12,38 |
0,17 |
571 |
|
|
7 |
7,8 |
60,84 |
12,38 |
0,17 |
571 |
|
|
8 |
8,2 |
67,24 |
12,38 |
0,17 |
571 |
|
|
9 |
8,7 |
75,69 |
12,38 |
0,17 |
571 |
|
|
10 |
9,0 |
81 |
12,38 |
0,17 |
571 |
|
|
Ср. знач. |
6,7 |
48,36 |
- |
- |
- |
|
|
№ кольца |
r, мм жел. |
r2, мм2 жел |
R, м |
2d0R, м2 |
, нм |
|
|
1 |
3,6 |
12,96 |
12,38 |
0,18 |
582 |
|
|
2 |
4,8 |
23,04 |
12,38 |
0,18 |
582 |
|
|
3 |
5,5 |
30,25 |
12,38 |
0,18 |
582 |
|
|
4 |
6,2 |
38,44 |
12,38 |
0,18 |
582 |
|
|
5 |
7 |
49 |
12,38 |
0,18 |
582 |
|
|
6 |
7,4 |
54,76 |
12,38 |
0,18 |
582 |
|
|
7 |
8 |
64 |
12,38 |
0,18 |
582 |
|
|
8 |
8,3 |
68,89 |
12,38 |
0,18 |
582 |
|
|
9 |
9 |
81 |
12,38 |
0,18 |
582 |
|
|
10 |
9,2 |
84,64 |
12,38 |
0,18 |
582 |
|
|
Ср. знач. |
6,9 |
50,7 |
- |
- |
- |
|
|
№ кольца |
r, мм фиол. |
r2, мм2 фиол |
R, м |
2d0R, м2 |
, нм |
|
|
1 |
3,5 |
12,25 |
12,38 |
0,22 |
456 |
|
|
2 |
4,5 |
20,25 |
12,38 |
0,22 |
456 |
|
|
3 |
5,2 |
27,04 |
12,38 |
0,22 |
456 |
|
|
4 |
6 |
36 |
12,38 |
0,22 |
456 |
|
|
5 |
6,6 |
43,56 |
12,38 |
0,22 |
456 |
|
|
6 |
7,2 |
51,84 |
12,38 |
0,22 |
456 |
|
|
7 |
7,8 |
60,84 |
12,38 |
0,22 |
456 |
|
|
Ср. знач. |
5,8 |
35,97 |
- |
- |
- |
По формуле (7) при заданной длине волн найдем кривизну линзы:
для желтой линзы при k=3, m=2
Расчет погрешности:
=
=
=
=
=
=
интерференция ньютон кольцо радиус
Окончательный ответ:
=
Вывод: в данной работе было рассмотрено явление интерференции, при помощи установки для определения колец Ньютона измерен диаметр колец при различной длине волны и были определены: длины волн при заданном радиусе кривизны линзы: ; ; = радиус кривизны при заданной длине волны: .
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Измерение радиусов колец Ньютона при разных длинах волн. Когерентность как согласованное протекание во времени нескольких колебательных процессов, проявляющееся при их сложении. График зависимости радиуса колец Ньютона от их номера при разной длине волны.
лабораторная работа [171,7 K], добавлен 15.03.2014Теория метода получения колец Ньютона. История эксперимента. Описание состава экспериментальной установки. Нахождение длины волны красного, монохроматического света. Вывод расчетной формулы. Запись окончательного результата с учетом всех погрешностей.
контрольная работа [286,8 K], добавлен 05.11.2015Определение показателя преломления стекла. Определение радиуса кривизны линзы по кольцам Ньютона. Определение длины световой волны при помощи дифракционной решетки. Экспериментальная проверка закона Малюса. Зависимость силы фототока от освещенности.
методичка [3,9 M], добавлен 04.01.2012Расчет длины волны из опыта Юнга и колец Ньютона. Интерференция света как результат наложения двух когерентных световых волн. Подробный расчет всех необходимых величин. Определение длины волны через угол наклона соответствующей прямой к оси абсцисс.
лабораторная работа [469,3 K], добавлен 11.06.2010Кольца Ньютона как классический пример полос равной толщины. Прецизионные измерения малых линейных размеров и показателей преломления прозрачных сред. Основные сферы применения интерферометров. Интерференционный дилатометр Физо-Аббе, его особенности.
доклад [22,2 K], добавлен 11.04.2013Изучение явления интерференции света с помощью интерференционной картины, ее получение по заданным параметрам (на экране не менее восьми светлых полос). Сравнение длины световой волны с длиной волны падающего света. Работа программы "Интерференция волн".
лабораторная работа [86,5 K], добавлен 22.03.2015Распространение волн в упругой среде. Уравнение плоской и сферической волны. Принцип суперпозиции, разложение Фурье и эффект Доплера. Наложение встречных плоских волн с одинаковой амплитудой. Зависимость длины волны от относительной скорости движения.
презентация [2,5 M], добавлен 14.03.2016Волновые и квантовые аспекты теории света. Теоретические вопросы интерференции и дифракции. Оценка технических возможностей спектральных приборов, дифракционной решетки. Методика определения длины волны света по спектру от дифракционной решетки.
методичка [211,1 K], добавлен 30.04.2014Технология оптического демультиплексирования с разделением по длине волны, использующая дифракционную решетку на основе массива планарных волноводов различной длины между разветвителями. Изоляция и дальние перекрестные помехи. Интервал между каналами.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 19.10.2012Интерференция и дифракция волн на поверхности жидкости. Интерференция двух линейных волн, круговой волны в жидкости с её отражением от стенки. Отражение ударных волн. Электромагнитные и акустические волны. Дифракция круговой волны на узкой щели.
реферат [305,0 K], добавлен 17.02.2009Линейная, круговая и эллиптическая поляризация плоских электромагнитных волн. Отражение и преломление волны на плоской поверхности. Нормальное падение плоской волны на границу раздела диэлектрик-проводник. Глубина проникновения электромагнитной волны.
презентация [1,1 M], добавлен 29.10.2013Интерференция световых волн. Опыт Юнга. Методы наблюдения интерференции. Интерференция двух волн на поверхности жидкости, возбуждаемых вибрирующими стержнями. Время когерентности. Длина когерентности. Предельный наблюдаемый порядок интерференции.
презентация [8,5 M], добавлен 07.03.2016Проведение измерения длины световой волны с помощью бипризмы Френеля. Определение расстояний между мнимыми источниками света и расчет пути светового излучения от мнимых источников до фокальной плоскости микроскопа. Расчет ширины интерференционных полос.
лабораторная работа [273,5 K], добавлен 14.12.2013Понятие и назначение лазера, принцип его работы и структурные компоненты. Типы лазеров и их характеристика. Методика и основные этапы измерения длины волны излучения лазера, и порядок сравнения спектров его индуцированного и спонтанного излучений.
лабораторная работа [117,4 K], добавлен 26.10.2009Определение частоты и сложение колебаний одного направления. Пропорциональные отклонения квазиупругих сил и раскрытие физической природы волны. Поляризация и длина продольных и поперечных волн. Общие параметры вектора направления и расчет скорости волны.
презентация [157,4 K], добавлен 29.09.2013Рассмотрение шкалы электромагнитных волн. Закон прямолинейного распространения света, независимости световых пучков, отражения и преломления света. Понятие и свойства линзы, определение оптической силы. Особенности построения изображения в линзах.
презентация [1,2 M], добавлен 28.07.2015Принцип суперпозиция температур. Глубина проникновения тепла в поверхностный слой, зависящая от периода колебаний температуры на поверхности. Схема лабораторной установки для изучения распространения и интерференции температурных волн, ее элементы.
контрольная работа [625,2 K], добавлен 07.10.2016Схемы интерференции, отличающиеся методом создания когерентных пучков. Интерференция, получаемая делением волнового фронта, амплитуды волны. Интерференция при отражении от пластинок тонких и переменной толщины. Практическое применение интерференции.
презентация [199,6 K], добавлен 18.04.2013Определение длины волны де Бройля молекул водорода, соответствующей их наиболее вероятной скорости. Кинетическая энергия электрона, оценка с помощью соотношения неопределенностей относительной неопределенности его скорости. Волновые функции частиц.
контрольная работа [590,6 K], добавлен 15.08.2013Понятие и общие характеристики плоской волны, их разновидности, отличительные признаки и свойства. Сущность гармонической волны. Уравнения однородной линейно поляризованной плоской монохроматической электромагнитной волны. Определение фазовой скорости.
презентация [276,6 K], добавлен 13.08.2013
