Modelul de interferență format atunci când două fascicule luminoase au trecut prin biprism este suprapus este observat folosind un micrometru ocular (Figura 3).
Acesta constă dintr-un șurub micrometric 1 și un ocular 2, în care câmpul vizual disponibil cu subdiviziunile ferestre fixe (în milimetri) și un pointer 3 ca o dublă crosshairs prim și 4 (Figura 3b).
Figura 3 Micrometru ocular: a - vedere generală,
b - câmpul vizual; 1 - șurub micrometric;
2 - ocular; 3 - accident vascular cerebral dublu; 4 - cruce
Cursa dublă și capul de cruce sunt simultan deplasate cu un șurub cu micrometru.
Linia orizontală a tamburului șurubului funcționează ca un indice, de-a lungul căruia un număr este realizat pe o scală circulară, al cărui preț de divizare este de 0,01 mm.
Modelul de interferență, obținut cu ajutorul biprismului Fresnel, este o serie de benzi verticale paralele - lumină și întuneric.
Coordonatele franje de interferență definite de indicațiile pe scară staționare în domeniul ocularului (în milimetri) și citirea cadran șurubului micrometric (zecimi și sutimi de milimetru).
Exemplu: prima metodă. Treceți firele de par pe una dintre marginile de interferență (întuneric). Cursa dublă în acest caz a fost între diviziunile 2 și 3 (mm). În consecință, numărul întreg de milimetri este 2. În același timp, linia orizontală a scalei circulare a micrometrului coincide cu divizarea lui 98. Astfel, fracțiile unui milimetru sunt de 0,98 mm. Numărul total va fi de 2,98 mm - aceasta este coordonatele acestei benzi.
Traduceți trasatura la cel mai apropiat bară închisă. Coordonate, de exemplu, 3,45 mm. Apoi, distanța dintre cele două benzi întunecate este egală cu diferența dintre coordonatele lor: (3,45 - 2,98) = 0,47 mm este lățimea benzii luminoase cuprinsă între cele două cele întunecate. Pentru o precizie mai mare, este necesar să luați intervalul între trei sau cinci benzi și apoi să împărțiți diferența de coordonate cu numărul de benzi închise în acest interval.
A doua metodă se bazează pe constanța coordonatei inițiale pentru toate experimentele, egală cu întreaga diviziune de scară (de exemplu, 2,00). Acest lucru vă permite să păstrați în vedere o bandă de interferență întunecată, aleasă ca fiind cea inițială, pe care bordul este plasat sub figura scării. Întoarceți șurubul micrometru la cursa dublă și grilajul transversal la o altă bară întunecată și stabiliți coordonatele acestuia pe scală, plus citirea tamburului. De exemplu, Xk = 2,00. și Xk + m = 3,65 (m = 3). Apoi, distanța dintre franjurile de interferență:
3 Ordinea de executare a muncii
și cerințele pentru înregistrarea rezultatelor
3.1 În pregătirea lucrărilor de laborator este necesar să se studieze și să se sublinieze subiectul "Interferența luminii" în conformitate cu unul din manualele enumerate în bibliografie:
-pentru specialități de inginerie C.315 - 324/1 /, pp. 420 - 426/2 /, C.93-110 / 4 /;
-pentru specialități non-inginerești S. 457 - 463/3 /.
Aspectul instalației este prezentat în figura 4.
Figura 4 Instalarea în laborator: 1 - iluminator
cu lentile condensatoare; 2 - fanta glisantă; 3 - filtre luminoase; 4 - biprism; 5 - micrometru ocular
3.2 Porniți lampa cu iluminare 1 (figura 4). Pentru a obține iluminarea maximă luminată și uniformă a unui slot complet deschis.
3.3 Împingeți biprismul 4 și micrometrul ocular 5 direct în fanta 2. centrați-le pe înălțime. Apoi, micrometrul ocular ar trebui mutat la capătul bancului și biprismul - la o distanță de 10 ... 15 cm de spațiul gol.
3.4 Prin reducerea lățimii fantei și ușor rotirea biprism cadru maneta spre fantă și paralela margine biprism pentru a intra în câmpul vizual al unui model de interferență distinct micrometru ocular.
3.5 Introduceți unul dintre filtrele luminoase - roșu.
3.6 Folosind micrometrul ocularului, determinați coordonatele oricărei benzi întunecate Xk prin metoda descrisă mai sus. Apoi, cu un șurub de micrometru, deplasați șurubul în banda închisă adiacentă și stabiliți coordonatele lui Xk + 1. Înregistrați valorile măsurate în Tabelul 1.
Tabelul 1 Rezultatele măsurătorilor și calculelor
Notarea cantităților fizice
Notă: Celulele care se încarcă nu se umple
3.7 Măsurați distanța dintre barele întunecate de diferența de coordonate # 916; X = # Xr + 1 - Xk # 9474; Pentru o precizie mai mare, este necesar să se determine distanța dintre mai multe benzi m. și apoi împărțiți rezultatul cu numărul de benzi m:
Măsurătorile se efectuează de trei ori pentru diferite perechi de fâșii de interferență. Găsiți valoarea medie.
3.8 Măsurați distanța b de la fanta la biprism și distanța L de la fanta la micrometrul ocular.
3.9 Fãrã a schimba poziþia slotului ºi a biprismului, înlocuiþi filtrul de luminã cu verde ºi repetaþi pasul 5 - poziþia 7. Găsiți valoarea medie.
3.10 Calculați distanța dintre sursele imaginare d1 și d2 folosind formulele:
unde # 1; - lungimea de undă a luminii transmise de filtrul de lumină roșie, mm; # 955; 2 - verde, mm.
Găsiți valoarea medie
3.10 Înlocuiți valoarea din formula (11) și determinați valoarea medie a unghiului refractant al prismei (în radiani):
unde n = 1,5 este indicele de refracție al sticlei biprism.
Rezultatul final este exprimat în minute (1 '= 2.91 · 10-4 rad).
Calculați = 3.11 și = eroarea relativă și absolută de măsurare Dd și Db în conformitate cu regulile statisticii matematice, considerând DL erori instrumentale = Db = 1,0 mm. D (DX) = 0,01 mm. Dl = 20 nm. prin formule:
3.12 Scrieți rezultatele finale în intervalele de încredere d = (d ± Dd) mm, b = (b ± D b) /.
3.13 Rezultatele concluziilor (în concluzii reflectă avantajele metodei de interferență pentru măsurarea lungimilor mici și a unghiurilor mici care fac parte din gradul unghiular).
4 Încercați întrebări
4.1 Care este fenomenul de interferență a luminii? Ce valuri sunt numite coerente?
4.2 Care este lungimea căii optice a undelor luminoase, diferența de cale optică?
4.3 Derivează formulele D = kl și D = (2k + 1) pentru diferența de traiectorie la formarea intensității maxime și minime a luminii.
4.4 Cum se schimbă modelul de interferență când se înlocuiește un filtru?
4.5 Ce este biprismul lui Fresnel? Trageți razele în biprismă.
4.6 Va exista un model de interferență dacă o jumătate din biprism este închisă în roșu și cealaltă cu un filtru albastru?
4.7 Derulați formulele de eroare pentru Dd și Db. cunoscând formulele prin care se calculează d și b?
4.11 În cazul în care în mediul natural poate fi observată interferența luminii?
4.12 Ce utilizări au interferențele în domeniul științei și al tehnologiei?
Lucrări de laborator №4
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: