Измерение ширины интерференционной полосы

На экране ЭЗ: х ₁ ¢=___ мм, х ₂ ¢ =____ мм, число полос N = __.

Ширина полосы в плоскости Э2: D х = (x ₂ ¢- х ₁ ¢) / N b) = _____ мм.

 

Измерение расстояния между источниками

Объектив: z _ОБ = ___ мм, а = ___ мм, b = ___ мм, b₁ = b / а = ____.

На экране ЭЗ: х ₁¢ = ____ мм, x ₂¢ = ____ мм.

В плоскости Э2: h ₂ = (x ₂¢- x ₁¢)/b = _____ мм.

Расстояние между источниками h = h ₂/b₁ = ____ мм.

 

Длина волны излучения лазера

l = D х × h / l = _____ нм. По паспорту установки l = 651 нм.

Проанализировать полученные результаты и сделать вывод.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4
Отражение сферической волны от пластины

Цель работы: получить интерференционную картину от пластины и определить её показатель преломления.

Приборы и принадлежности: ЛКО-3 (модули 5,13; объект 5).

Теоретические сведения

Теория приведена в лабораторной работе № 3 тема: интерференция.

Порядок выполнения работы

Схема эксперимента

Пусть излучение точечного источника S, сформированного линзой Л1, (рис.4.1), отражается от плоскопараллельной пластины П. Волны, отраженные от передней и задней поверхностей пластины, дают на экране Э интерференционную картину в виде концентрических темных и светлых колец с центрами на оси пучка. Эту картину можно рассматривать как результат сложения волн, испущенных источниками S ₁ и S ₂, являющимися изображениями источника S в передней и задней поверхности пластины. Расчет радиуса r _к кольца, соответствующего k-му порядку интерференции при условии r _к < l и h < l приводит к выражению:

r _к² = l ² (8 n ² - k ×4 n l₀/ h)                             (4.1)

Из (4.1) следует, что r _k² линейно зависит от k. Пронумеровав последовательно кольца, получим линейную зависимость r _k² от номера кольца N. Угловой коэффициент графика зависимости r _k² от N:

                                        (4.2)

Соберите схему согласно рис.4.1 (Л1 в модуле 5). Установите пластину (объект 5) в поворотном столике (модуль 13). Ручкой поворота и винтом наклона столика установите светлое пятно отраженного лазерного излучения в центре экрана Э модуля 5. Перемещая пластину вдоль оптической скамьи, наблюдайте изменение радиусов интерференционных колец на экране. Подберите значение l, удобное для измерений.

Измерьте радиусы всех видимых на экране темных колец. Для измерения каждого радиуса сделайте 4 отсчета по шкалам экрана (сверху, снизу, справа и слева от центра экрана) и усредните результат. Постройте график зависимости r _N² (N), найдите угловой коэффициент графика. Используя (4.2), определите показатель преломления пластины. Толщины h пластины измерьте штангенциркулем, длина волны l₀ = 651 нм. При определении 1 нужно учесть конструкцию объекта 5 и по положению риски столика найти положение отражающих поверхностей пластины.

Результаты представить в виде:

Таблица.4.1

N - номер кольца	1	2	3	4	5
r 1, мм
r 2, мм
r 3, мм
r 4, мм
r Nср, мм
r Nср2, мм

Из графика          .

      .

Сделать вывод по полученному значению показателя преломления пластины.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5
Измерение толщины волоса

Цель работы: получить дифракционную картину от волоса и определить его толщину.

Приборы и принадлежности: ЛКО-3 (модули 2,5,8; объект 5).