Ход работы.. Упражнение 1.

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЯДЕРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИФИ»

(НИЯУ МИФИ)

ОБНИНСКИЙ ИНСТИТУТ АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ (ИАТЭ)

Лабораторная работа №4
« Изучение полос равной толщины на примере колец Ньютона в проходящем свете»

Выполнила: Солнцева Т. А.,

студентка группы АЭС2-С20

Проверила: Спиридонова А. А.

Обнинск, 2022

Ход работы.

Упражнение 1.

Номер светового кольца	r_L, мм	r_R, мм	< r>, мм	R, м
	3, 25	3, 25	3, 25	9 (n=2, m=3)
				6 (n=2, m=4)
	4, 25	4, 25	4, 25	6 (n=2, m=6)
	4, 5	4, 5	4, 5	4 (n=4, m=5)
				5 (n=3, m=6)

левая точка пересечения светлых колец с линейкой 𝑟 _𝐿

правая точка пересечения светлых колец с линейкой 𝑟 _𝑅

R – радиус кривизны линзы

< r> - средние значения 𝑟 _𝐿 и 𝑟 _𝑅

Вычислим радиус кривизны линзы используя формулу

𝑅 = (𝑟 _𝑚 ² − 𝑟 _𝑛 ² )/((𝑚 − 𝑛 )𝜆 ). Значения занесем в таблицу.

График зависимости r² от n-1:

Вывод: в процессе лабораторной работы получили картину колец Ньютона.

Контрольные вопросы:

1. Интерференция - взаимное увеличение или уменьшение результирующей амплитуды двух или нескольких когерентных волн при их наложении друг на друга.

2. Образование интерференционной картины можно наблюдать в рассмотренном нами в опыте Юнга, использующем метод деления волнового фронта. Прошедший через узкую длинную щель S свет, вследствие дифракции образует расходящийся пучок, который падает на второй экран B с двумя, параллельными между собой узкими щелями S₁ и S₂, расположенными близко друг к другу на равных расстояниях от S. Эти щели действуют как вторичные синфазные источники, и исходящие от них волны, перекрываясь, создают интерференционную картину, наблюдаемую на удаленном экране C.

Зеркала Френеля. Другой интерференционный опыт, аналогичный опыту Юнга, но в меньшей степени осложненный явлениями дифракции и более светосильный, был осуществлен О. Френелем в 1816 г. Две когерентные световые волны получаются в результате отражения от двух зеркал М и N, плоскости которых наклонены под небольшим углом φ друг к другу Источником служит узкая ярко освещенная щель S, параллельная ребру между зеркалами. Отраженные от зеркал пучки падают на экран, и в той области, где они перекрываются (поле интерференции), возникает интерференционная картина. От прямого попадания лучей от источника S экран защищен ширмой.

Бипризма Френеля. В данном интерференционном опыте, также предложенном Френелем, для разделения исходной световой волны на две используют призму с углом при вершине, близким к 180°. Источником света служит ярко освещенная узкая щель S, параллельная преломляющему ребру бипризмы. Можно считать, что здесь образуются два близких мнимых изображения S₁ и S₂ источника S, так как каждая половина бипризмы отклоняет лучи на небольшой угол.

Билинза Бийе. Аналогичное бипризме Френеля устройство, в котором роль когерентных источников играют действительные изображения ярко освещенной щели, получается, если собирающую линзу разрезать по диаметру и половинки немного раздвинуть. Прорезь закрывается непрозрачным экраном А, а падающие на линзу лучи проходят через действительные изображения щели и дальше перекрываются, образуя интерференционное поле.

3. Полосы равной толщины - интерференционные полосы, наблюдаемые при освещении тонких оптически прозрачных слоев (плёнок) переменной толщины пучком параллельных лучей и обрисовывающие линии равной оптической толщины. П. р. т. возникают, когда интерференц. картина локализована на самой плёнке.

4. Полосы равного наклона - система чередующихся светлых и тёмных полос, наблюдаемая при освещении прозрачного слоя постоянной толщины (плоскопараллельной пластинки) расходящимся или сходящимся пучком монохроматического света, либо непараллельным пучком лучей более сложного строения, причём каждая полоса проходит через те точки слоя, на которые лучи света падают под одним и тем же углом φ.

5. Темное пятно в центре колец (при наблюдении в отраженном свете) объясняется тем, что геометрическая разность хода между интерферирующими волнами в области точки n практически равна нулю и лишь теряется полуволна при отражении от поверхности линзы.