Порядок выполнения работы. 1. Включить лампу. Установить на пути светового пучка светофильтр

1. Включить лампу. Установить на пути светового пучка светофильтр. Перемещая окуляр микроскопа, получить четкое изображение интерференционной картины, центр (темное пятно) должен совпадать с центром поля зрения микроскопа.

2. По шкале окулярного микрометра определить диаметры всех видимых темных колец в делениях шкалы и занести в таблицу 1.

3. Определить радиусы темных колец в делениях шкалы микрометра.

4. Рассчитать радиус кривизны линзы по формуле

(43)

где r_m и r_k радиусы колец Ньютона; c – цена деления окулярного микрометра (c = 4,4·10^–5 м); λ – длина волны красного цвета (λ = 7,1·10^–7 м).

5. Рассчитать радиус кривизны линзы, используя не менее 5 пар колец. Величину ошибки определить как для прямых измерений.

6. Окончательный результат записать в виде

м

Таблица 1

Контрольные вопросы

1. Что называется интерференцией?

2. Какие волны называются когерентными?

3. Что называется временем когерентности?

4. Что называется длиной когерентности?

5. Метод получения световых когерентных волн.

6. Условия минимума и максимума интерференции. Геометрическая разность хода волн.

7. Что называется: а) оптической длиной пути; б) оптической разностью хода?

8. Какая связь между разностью хода и разностью фаз?

9. Вывод расчетной формулы.

10. Почему в данной установке интерференционная картина получается в виде колец?

11. Почему в центре колец Ньютона темное пятно?

12. Где гуще расположены кольца – в центре или на поверхности? Почему?

13. Почему интерференционная картина исчезает при увеличении расстояния между линзой и пластинкой?

14. Почему радиус кривизны линзы должен быть велик?

15. Как изменится радиус при замене красного светофильтра на синий? На фиолетовый?

16. Какова будет интерференционная картина, если промежуток между линзой и пластинкой заполнен средой:

• оптически менее плотной, чем материал линзы и пластинки?

• оптически более плотной, чем линза, но менее плотной, чем пластина и наоборот?

17. Как изменится интерференционная картина, если ее наблюдать в проходящем свете?

18. Почему иногда форма колец отличается от окружностей?

19. Где наблюдается интерференция в природе?

20. Почему при сложении некогерентных волн не наблюдается устойчивая интерференционная картина?

21. Можно ли на экране получить интерференционную картину от двух лампочек накаливания? Почему?

22. При каких условиях можно наблюдать полосы равной толщины? Где локализована картина полос равной толщины?

23. При каких условиях можно наблюдать полосы равного наклона? Где локализована интерференционная картина полос равного наклона?

24. Приведите примеры практического использования явления интерференции света.

Задачи

1. Два звуковых сигнала частотой ν = 40 Гц синхронно излучаются из двух различных точек, находящихся на одинаковом расстоянии 550 м от точки A на берегу озера. Один сигнал приходит от источника B, находящегося в воде, другой идет от источника С, расположенного в воздухе. Будут ли эти сигналы усиливать или ослаблять друг друга? Скорость звука в воде υ ₁ = 1500 м/с, в воздухе υ ₂ = 340 м/с.

2. На пути одного из 2-х параллельных лучей, распространяющихся в воздухе, поставили плоскопараллельную стеклянную пластину (n = 1,5) толщиной 6 см. Чему будет равно время запаздывания этого луча? (Ответ: 0,1 нс).

3. Разность хода между 2-мя лучами от двух когерентных источников в воздухе равна 6 мкм. Какой станет разность хода между ними в воде? Показатель преломления воды n = 4/3. (Ответ: 8 мкм).

4. Две когерентные волны фиолетового цвета (λ = 400 нм) достигают некоторой точки с разностью хода Δ = 1,2 мкм. Что произойдет в этой точке: усиление или ослабление?

5. Разность хода лучей, идущих от 2-х рубиновых лазеров (λ = 694 нм) в некоторой точке А составляет 4,47 мкм. Интенсивность излучения каждого лазера I = 1 Вт/м². Какая интенсивность излучения будет в точке А? (Ответ: 4 Вт/м²).

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №33