Кольца Ньютона.
Кольца Ньютона
Монохроматический свет — световые колебания одной частоты. По формуле (7) при заданной длине волн найдем кривизну линзы: Определить длину волн при заданном радиусе кривизны линзы; Интерференция ньютон кольцо радиус Окончательный ответ: Таблица № 1 — «Результаты измерений радиусов колец». Определить радиус кривизны при заданной длине волны. Формула для вычисления погрешности кривизны линзы. Свет… Читать ещё >
Кольца Ньютона. Кольца Ньютона (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
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; Rрадиус кривизны плосковыпуклой линзы; nномер 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:
Таблица № 1 — «Результаты измерений радиусов колец».
№ кольца. | r, мм зел. | r, мм жел. | r, мм фиол. |
3,4. | 4,1. | 3,9. | |
4,8. | 5,2. | ||
5,6. | 6,2. | 6,2. | |
6,3. | 6,9. | ||
6,8. | 7,3. | 7,4. | |
7,2. | 8,1. | 8,1. | |
7,9. | 8,7. | 8,5. | |
8,2. | 9,2. | ||
8,8. | 9,2. | 9,4. | |
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. |
3,5. | 12,25. | 12,38. | 0,17. | ||
4,7. | 22,09. | 12,38. | 0,17. | ||
5,4. | 29,16. | 12,38. | 0,17. | ||
6,1. | 37,21. | 12,38. | 0,17. | ||
6,8. | 46,24. | 12,38. | 0,17. | ||
7,2. | 51,84. | 12,38. | 0,17. | ||
7,8. | 60,84. | 12,38. | 0,17. | ||
8,2. | 67,24. | 12,38. | 0,17. | ||
8,7. | 75,69. | 12,38. | 0,17. | ||
9,0. | 12,38. | 0,17. | |||
Ср. знач. | 6,7. | 48,36. | ; | ; | ; |
№ кольца. | r, мм жел. | r2, мм2 жел. | R, м. | 2d0R, м2. | нм. |
3,6. | 12,96. | 12,38. | 0,18. | ||
4,8. | 23,04. | 12,38. | 0,18. | ||
5,5. | 30,25. | 12,38. | 0,18. | ||
6,2. | 38,44. | 12,38. | 0,18. | ||
12,38. | 0,18. | ||||
7,4. | 54,76. | 12,38. | 0,18. | ||
12,38. | 0,18. | ||||
8,3. | 68,89. | 12,38. | 0,18. | ||
12,38. | 0,18. | ||||
9,2. | 84,64. | 12,38. | 0,18. | ||
Ср. знач. | 6,9. | 50,7. | ; | ; | ; |
№ кольца. | r, мм фиол. | r2, мм2 фиол. | R, м. | 2d0R, м2. | нм. |
3,5. | 12,25. | 12,38. | 0,22. | ||
4,5. | 20,25. | 12,38. | 0,22. | ||
5,2. | 27,04. | 12,38. | 0,22. | ||
12,38. | 0,22. | ||||
6,6. | 43,56. | 12,38. | 0,22. | ||
7,2. | 51,84. | 12,38. | 0,22. | ||
7,8. | 60,84. | 12,38. | 0,22. | ||
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: .