Будь умным!

У вас вопросы?
У нас ответы:) SamZan.net

Лабораторная работа 9 Изучение явления интерференции

Работа добавлена на сайт samzan.net: 2016-06-20

Поможем написать учебную работу

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

от 25%

Подписываем

договор

Выберите тип работы:

Скидка 25% при заказе до 20.5.2024

Лабораторная работа № 9

Изучение явления интерференции.
Зеркало Ллойда

Цель работы:

Изучение явления интерференции све-та. Определение длины волны лазерного излучения.

Введение

Ход лучей в зеркале Ллойда представлен на рис. 1. Прямой пучок света от источника О1, падающий на экран Э2 (луч О1Р), интерферирует с пучком, отраженным от зеркала под углом близким к 900 (луч О1ОР). Источниками интерферирующих волн являются источник О1 и его мнимое изображение в зеркале О2 , разнесенные на расстояние d в плоскости экрана Э1. Интерференционная картина возникает на экране Э2 и проецируется в увеличенном виде на экране Э3 фоторегистратора.

Рис. 1

Расстояние х между соседними светлыми полосами (максимумами) или темными (минимумами) задается выражение  х = L(/d). При фиксированном положении зеркала Ллойда расстояние между источниками О1 и О2 постоянно d = const. Обозначим /d = А, тогда:

                                    х = АL.    (1)

Из (1) следует, что х линейно зависит от L. Построив график экспериментальной зависимости х = f(L), можно по графику определить А и по формуле = Аd рассчитать .

Экспериментальная часть

Рабочая схема установки

 Схема установки представлена на рис. 1. Входная линза Л1, вставленная в держатель (Д5), формирует точечный источник О1 , свет от которого падает на зеркало Ллойда ЗЛ (Д7) и на экран Э2. Интерференционная картина возникает в объектной плоскости лупы Л2 (Д3) и проецируется на экран фоторегистратора Д4 в увеличенном виде. Для получения четкой интерференционной картины зеркало Ллойда перемещают по оптической скамье, а также меняют положение его плоскости, вращая винты держателя (Д7).

Следует отличать интерференционную картину, возникающую на зеркале Ллойда, от дифракционной, даваемой краем зеркала. Интерференционная картина – это большое число равноотстоящих полос близкой интенсивности, а дифракционная картина от края зеркала это несколько широких полос, ограниченных с одной стороны областью тени, интенсивность которых быстро уменьшается в сторону освещенной области.

Для измерения ширины интерференционных полос х необходимо на экране фоторегистратора Д4 отсчитать N светлых полос. Отметить координаты середин двух крайних темных полос, найти разность этих координат S (пояснение на рис. 3, лабораторная работа № 4). Значение х с учетом увеличения лупы находится по формуле:

 х = S /(N).   (2)

Для определения d необходимо между зеркалом Ллойда и кареткой фоторегистратора поместить объектив (Д6). Перемещая объектив по оптической скамье, можно найти такое его положение, при котором на экране фоторегистратора Э3 получается увеличенное изображение двух источников света, О1 и О2, расстояние между которыми d1 и уменьшенное изображение с расстоянием между источниками d2. Следует иметь в виду, что изображение мнимого источника света О2 представляется в виде размазанного пятна. Необходимо  измерять расстояния меж-

ду пятном О1 и центром пятна О2. Согласно геометрической оптике значение d найдется по формуле .

Если при перемещении объектива получается лишь одно изображение источников О1 и О2, то в этом случае d1 = d2 = d. При определении d необходимо учесть коэффициент увеличения лупы .

Порядок выполнения работы

 Упражнение 1.

Калибровка лупы.

Ознакомьтесь с описанием и принципом работы установки ЛОК-1М. Выясните функциональное назначение всех узлов и держателей. В соответствии с инструкцией данного описания произведите калибровку лупы, определите ее увеличение .

 Упражнение 2.

Настройка установки. Качественное изу-чение интерференционной картины.

  1.  Соберите установку согласно схеме, приведенной на рис. 1. Держатели установите на оптическую скамью в последовательности Д5(10-13), Д7(18-20), Д3,4(55-70). Цифрами указаны рекомендуемые расстояния в см.
  2.  Перемещая зеркало Ллойда по оптической скамье, а также меняя положение его плоскости винтами держателя (Д7), добейтесь возникновения четкой интерференционной картины на экране фоторегистратора (Д4).
  3.  Пронаблюдайте, как изменяется ширина интерференционных полос х с изменением L. Перемещая каретку фоторегистратора Д3,4, убедитесь в том, что с увеличением L ширина полос х увеличивается согласно (1).

 

 Упражнение 3.

Измерение длины волны лазерного излучения.

  1.  Выберите удобную для измерения и наблюдения интерференционную картину при максимально возможном L, жестко закрепите держатели (Д5) и (Д7). Пользуясь шкалой, нанесенной на оптическую скамью, измерьте расстояние L, значение занесите в таблицу.
  2.  Отсчитайте на экране фоторегистратора N светлых полос, измерьте расстояние S между крайними минимумами. Данные N, S и L занесите в таблицу.
  3.  Передвигайте каретку фоторегистратора к зеркалу Ллойда и через каждые 5 см повторяйте измерения N и S. Измерения проводите до тех пор, пока интерференционные полосы будут оставаться четкими. Данные заносите в таблицу.
  4.  Для определения d между зеркалом Ллойда и кареткой фоторегистратора поместите объектив (Д6). Перемещая объектив по оптической скамье, найдите положения, при которых на экране Э3 ФР получаются увеличенное и уменьшенное изображение источников О1 и О2. Измерьте d1 и d2 на экране ФР. Учтя увеличение лупы , рассчитайте d по формуле

/.

Обработка результатов измерения

  1.  По формуле (2) вычислите значения х для всех значений L, данные занесите в таблицу.
  2.  Постройте график зависимости х от L. Убедитесь в его линейности.
  3.  По наклону прямой найдите значение коэффициента А.
  4.  Вычислите , подставив в формулу = Аd значение А и d.

№

L

N

S

х = S/(N)

1

2

3

...

Контрольные вопросы

  1.  Когерентные волны. Определение. Примеры.
  2.  Способы получения когерентных волн. Методы деления волнового фронта.
  3.  Нарисовать рабочую схему установки, схему хода лучей.
  4.  Записать и пояснить формулы, используемые в работе.
  5.  Как производится калибровка лупы?
  6.  Как производится измерение d?
  7.  Как измеряется х?
  8.  Какое оптическое явление называется интерференцией?
  9.  Вывод условий максимума и минимума интерференционной картины.

Список литературы

Основная литература

  1.  Савельев И.В. Курс общей физики: Учебное пособие: Для втузов. в 5 кн. Кн. 4. Волны. Оптика – 4–е изд., перераб. – М.: Наука. Физматлит. 1998. – 256 с.
  2.  Иродов И.Е. Волновые процессы. Основные законы: Учебное пособие для вузов. – М.: Лаборатория Базовых Знаний, 1999. – 256 с.
  3.  Трофимова Т.И. Курс физики: Учеб. пособие для вузов. – 4-е изд., испр. – М.: Высш. шк., 1997. – 542 с.

Дополнительная литература

  1.  Ландсберг Г.С. Оптика: Учебное пособие: Для вузов. – 6-е изд., стереот. – М.: Наука. Физматлит, 2003. – 848 с.
  2.  Лабораторный практикум по физике: Учеб. пособие для студентов втузов/ Ахматов А.С., Андреевский В.М., Кулаков А.И. и др.; Под ред. А.С. Ахматова. – М.: Высш. школа, 1980. – 360 с., ил.
  3.  Лабораторные занятия по физике: Учебное пособие/ Гольдин Л.Л., Игошин Ф.Ф., Козел С.М. и др.; Под ред. Гольдина Л.Л. – М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1983. – 704 с.

Содержание

Волновая оптика ................................................................. 3

Лабораторный оптический комплекс ЛОК-1М

с лазерным источником излучения ................................. 33

Лабораторный оптический комплекс ЛОК-3.

Интерферометр Майкельсона ......................................... 42

Лабораторная работа № 1.

Определение показателя преломления воздуха

с помощью интерферометра Майкельсона .................... 47

Лабораторная работа № 2.

Измерение показателя преломления пластинок

с помощью интерферометра Майкельсона .................... 52

Лабораторная работа № 3.

Определение модуля Юнга на интерферометре

Майкельсона ..................................................................... 59

Лабораторная работа № 4.

Изучение явления интерференции света с помощью

бипризмы Френеля ........................................................... 66

Лабораторная работа № 5.

Изучение явления интерференции при отражении

света от плоскопараллельной пластины ........................ 73

Лабораторная работа № 6.

Изучение явления поляризации света ............................ 81

Лабораторная работа № 7.

Изучение дифракции Фраунгофера от одной щели .......91

Лабораторная работа № 8.

Изучение свойств лазерного излучения ..........................98

Лабораторная работа № 9.

Изучение явления интерференции. Зеркало Ллойда ..... 111

Список литературы…………………………………………….116


PAGE  116




1. политические отношения между государствами и другими субъектами международного права.
2. Человек в поле конфликта- стили поведения
3. Королевство гномов питомник чихуахуа РКФFCI рег
4. на тему- Принципы организации и формы безналичных расчетов в РФ Преподаватель Мартыненко Н
5. Проблема монополизации рынка и антимонопольная политика в России
6. Экзюпери Известно что одомашнивание диких животных их доместикация началось около 15 тыс
7. Психология трудовой экспертизы
8. тематичних обчислень MthCd
9. докладе мы будем говорить преимущественно о
10. Theatre
11. вариант Эссе Только тогда станешь человеком когда научишься видеть человека в другом А
12. Роза в истории мифах и легендах
13. Тема- форматирование таблиц в Microsoft Excel
14. Аналіз попиту та пропозиції Ринкова рівновага
15. 17w X 1806h cm 11 Count 34
16. Российский государственный профессиональнопедагогический университет Институт экономики и управления
17. Проблема працевлаштування та зайнятості молоді
18.  Загальний розділ
19. Если мне хамят решаю проблему с помощью кулаков В масштабном сериале Обручальное кольцо стартовавшем
20. УПРАВЛІННЯ ПЕРСОНАЛОМ ДО ДЕРЖАВНОГО ІСПИТУ 1

Материалы собраны группой SamZan и находятся в свободном доступе