ВИЗНАЧЕННЯ РАДІУСА КРИВИЗНИ ЛІНЗИ І ДОВЖИНИ СВІТЛОВОЇ ХВИЛІ ЗА ДОПОМОГОЮ КІЛЕЦЬ НЬЮТОНА

ВИЗНАЧЕННЯ РАДІУСА КРИВИЗНИ ЛІНЗИ І ДОВЖИНИ СВІТЛОВОЇ ХВИЛІ ЗА ДОП
747f57h 054;МОГОЮ КІЛЕЦЬ НЬЮТОНА

h n p

Оскільки для повітря , кут падіння , то у цьому випадку для оптичної різниці ходу із загальної формули, за якою визначають оптичну різницю ходу:

(1)

(2)

h r R. З АОД (див. рис.1а) маємо: . Оскільки лінза має великий радіус кривизни (), то можна, нехтуючи h записати: , звідки .

Для точок, у яких виконується умова спостерігається максимум інтерференції. Отже, радіус m - того світлого інтерференційного кільця визначається за формулою . Аналогічно, радіус m-того темного інтерференційного кільця може бути визначений за формулою , де m

R l

Слід зазначити, що при ідеально щільному дотиканні лінзи і пластинки у центрі інтерференційної картини, де повинна спостерігатись чітка темна колоподібна точка, що відповідає такій різниці ходу відбитих хвиль: Δ = l

Оскільки на практиці не вдається досягти щільного прилягання пластинки до лінзи і дістати в центрі інтерференційної картини чітку темну точку у вигляді кола, то більш точний результат при визначенні R (чи l) можна досягти тоді, коли шукані величини будуть визначені не за радіусами, а за діаметрами двох довільних (світлих чи темних) інтерференційних кілець і і k. У цьому випадку можна записати:

, (3)

i k – порядкові номери інтерференційних кілець, а і – їх діаметри. Радіус кривизни лінзи R

. (4)

Схема установки, яка використовується у даній лабораторній роботі для визначення радіуса кривизни лінзи та довжини хвилі зеленої лінії спектра пари ртуті, наведена на рис.2. Паралельний пучок монохроматичного світла, який проходить через систему лінз і та діафрагму , після відбивання від напівпрозорого дзеркала М мікроскопа падає нормально на систему лінза L

Увімкніть спектральну лампу типу ДнаС18, яка випромінює світло з відомою довжиною жовтої хвилі натрію . Якщо оптична система установки для дослідження була попередньо добре від

. За формулою розрахуйте середні значення діаметрів усіх виміряних вами інтерференційних кілець (у мм). Розрахуйте (у мм²). Результати розрахунків занесіть у таблицю №1.

R

За формулою визначте середнє значення радіуса кривизни лінзи

m . По осі абсцис слід відкладати номери кілець, а по осі ординат – квадрати середніх значень їх діаметрів. Згідно з формулою цей графік повинен мати вигляд прямої лінії, тангенс кута нахилу якої до осі абсцис . Звідки

(5).

При визначенні тангенса кута нахилу залежності , тобто відношення , слід брати точки, які відповідають кільцям з великими порядковими номерами, тобто ті, які віддалені від центральної темної плями. Деформація лінзи і скляної пластинки, а також нещільність стискання їх дотику можуть привести до того, що лінійна залежність не буде проходити через початок координат, але це є предметом окремого дослідження.

(6)

l зеленої спектральної лінії ртуті. За формулою розрахуйте середнє значення довжини хвилі зеленої спектральної лінії ртуті .

Побудуйте залежність для інтерференційних кілець, які утворились при освітленні системи лінза-пластинка ртутною лампою, оснащеною зеленим світлофільтром. Визначте графічним методом за формулою довжину хвилі зеленої лінії ртуті.

Порівняйте одержані значення з табличним значенням, скориставшись даними таблиці №1, яка наведена в описі Лабораторної роботи № 2. Зробіть висновки.

. У звіті про виконану роботу усі отримані залежності доцільно представити на одному рисунку.