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 8.3.2025

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. профессиональное консультирование и медицинское обеспечение профессиональной ориентации подростков Мед
2. модуль 4 Налоги и налогообложение Вариант 29 Определить НДС подлежащий уплате в бюджет и заполнить нал.
3. How to use dictionry
4. Найти радиус вращающегося колеса если известно что линейная скорость точки лежащей на ободе в 3 раза боль.html
5. тема социальной защиты населения является неотъемлемой частью социального государства необходимая для реа
6. Михаил Булгаков
7. на тему- ldquo;Нестор Махно- історично ~ політичний портретrdquo;.
8. Реферат- Циррозы печени Цирроз печени хронические прогрессирующие заболевания характеризующиеся п.html
9. Философия МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ для выполнения контрольных работ по курсу
10. I Given the microphone yet nother begn to rmble then nerly swooned then broke into ters while the most cogent compliment of mny during the fourhour event cme from representtive of the Irnin pres

Материалы собраны группой SamZan и находятся в свободном доступе