Лабораторнаяработа по физикеИЗУЧЕНИЕЯВЛЕНИЙ ИНТЕРФЕРЕНЦИИ
Краткаятеория работы Интерференция света
Интерференция – это результат наложения двух когерентных световыхволн. В результате чего в одних местах появляются минимумы, а в других –максимумы.
Согласованное протекание во времени и пространстве несколькихколебательных или волновых процессов называется когерентностью.
Когерентности удовлетворяют монохроматические волны –неограниченные в пространстве волны одной определенной и строго постояннойчастоты.
Геометрической разностью хода Δl называется разностьрасстояний, которые проходят лучи до данной точки от двух разных источников.
Оптической разностью хода /> – это произведение показателя преломления в той среде, гдедвижется луч с геометрической разностью хода.ОпытЮнга
Пусть имеется два когерентных источника S1 и S2(в виде узких щелей) расположенных на расстоянии D от экрана.
/>
Зная D и λ рассчитаем расстояния между соседними максимумами:
/>
Если />, то />. Тогда />.
Для двух соседних максимумов разность хода должна быть равначетному числу полуволн. Расстояние между двумя соседними максимумами называетсяшириной интерференционной полосы />.КольцаНьютона
Кольца Ньютона – это один из вариантов «полос равной толщены».
/>
/> – Радиус кольца.
Если наблюдение проводится в отраженном виде, то
/>
Выразим толщину h через радиус кривизны линзы:
Из AOB
/>
При nвозд = 1: />;
Максимумам интерференции в отраженном свете соответствуют минимумыв проходящем, и наоборот.Исходныеданные
L = 4(м); λкр = 700(нм); λзел =550(нм); λсин = 450 (нм);Таблицарезультатов измерений Опыт Юнга (табл. 1)
d
[мм]
Δlкр
[мм]
Δlзел
[мм]
Δlсин
[мм]
Ψ=L/d
[рад] 1,5 1,87 1,47 1,20 2,67 1,7 1,65 1,29 1,06 2,35 1,9 1,47 1,16 0,95 2,11 2,2 1,27 1,00 0,82 1,82 2,5 1,12 0,88 0,72 1,60 2,7 1,04 0,81 0,67 1,48 3 0,93 0,73 0,60 1,33 Кольца Ньютона (табл. 2)
R
[см]
λкр
λзел
/>
/>
/>
/> 50 0,592 3,5 0,524 2,7 70 0,700 4,9 0,620 3,8 90 0,794 6,3 0,704 4,9 110 0,877 7,7 0,778 6,0 130 0,954 9,1 0,846 7,1 150 1,025 10,5 0,908 8,2 170 1,091 11,9 0,967 9,3 200 1,183 14,0 1,049 11,0 Подробныйрасчет всех необходимых величин Опыт Юнга
По таблице 1 построим график зависимости ширины полос Δl от угласхождения лучей на экране Ψ:
/>
Определим длину волны через угол наклона соответствующей прямой коси абсцисс:
/>
/>
/> Кольца Ньютона
По таблице 2 построим график зависимости квадрата радиуса темногокольца r к радиусу кривизны поверхности линзы R:
/>/>/>
Определим длину волны через угол наклона соответствующей прямой коси абсцисс:
/>
/> Выводы поработе
Рассчитаны длины волн в опыте Юнга и кольцах Ньютона.