Методические указания к лабораторным работам по курсу общей физики (Оптика и атомная физика). Часть 2. Либерман З.А - 15 стр.

UptoLike

Рубрика: 

15
стекла всегда присутствуют пылинки, то стеклянная линза не
примыкает плотно к плоскопараллельной пластинке, а между ними имеется
незначительный зазор величиной а . Вследствие зазора возникает
дополнительная разность хода в 2а. Тогда условие образования темных
колец примет вид :
2 d + λ/2 + 2а = (2 к + 1) λ/2, или d = к λ/2 а .
Подставляя значение d в уравнение (11), имеем: r
к
2
2R к λ/2 2 R а (13)
Величина а не может быть измерена непосредственно, но ее можно
исключить следующим образом. Запишем (13) для кольца с номером m :
r
m
2
2R m λ/2 2 R а (14).
Вычитая из выражения (14) выражение (13), получим: r
m
2
r
к
2
= R( m к)λ.
Откуда
()
kmR
rr
km
=
22
λ
(15)
Таким образом, зная радиус кривизны линзы и радиусы r
m
и r
k
темных интерференционных колец , можно вычислить длину световой
волны λ .
Выполнение работы
На столике микроскопа с осветителем отраженного света помещаются
плосковыпуклая линза и плоскопараллельная пластинка , заключенные в
оправу. Включив трансформатор осветителя , добиваются с помощью
регулятора напряжения и диафрагмы равномерного освещения поля зрения .
Затем микроскоп фокусируется на четкое изображение колец . Оправа с
линзой и стеклом устанавливается так, чтобы крест нитей окулярного
микрометра проходил через центр колец . Когда кольца Ньютона в
увеличенном виде будут хорошо видны , оправу с линзой и стеклом
смещают, чтобы можно было наблюдать максимальное число колец с одной
стороны (рис .7). Вращая барабан окулярного микрометра , наводят крест
нитей на центр темного пятна и производят отсчет (не нее пяти раз) целых
делений по положению двух штрихов на шкале и сотых по барабану.
Положение центра колец определяется как среднее арифметическое
этих отсчетов . Затем наводят крест нитей на первое, второе и т. д. (до
последнего видимого в окуляр) кольцо и определяют один раз положение
каждого кольца. Радиусы колец определяются как разности положений
колец и центра .
Примечание . Необходимо помнить, что одно целое деление шкалы в
микроскопе, соответствующее одному полному
обороту барабана окуляр микрометра , содержит
100 делений барабана . Для данного микроскопа с
учетом увеличения объектива и окулярного
микрометра цена одного деления шкалы
барабана равна 0,0008 мм.
Если, например, число целых делений
равно 2, число сотых делений 15, то отсчет
составляет 215 единиц .
Рис .7
                                    15
стекла     всегда    присутствуют пылинки, то стеклянная линза не
примыкает плотно к плоскопараллельной пластинке, а между ними имеется
незначительный зазор величиной а. Вследствие зазора возникает
дополнительная разность хода в 2а. Тогда условие образования темных
колец примет вид:
                     2 d + λ/2 + 2а = (2 к + 1) λ/2, или d = к λ/2 –а.
Подставляя значение d в уравнение (11), имеем: rк2 ≈2R к λ/2 – 2 R а (13)
Величина а не может быть измерена непосредственно, но ее можно
исключить следующим образом. Запишем (13) для кольца с номером m:
                       rm2 ≈2R m λ/2 – 2 R а                           (14).
                                                         2   2
Вычитая из выражения (14) выражение (13), получим: rm – rк = R( m – к)λ.
                              rm2 −rk2
Откуда                     λ=                                         (15)
                              R(m −k )
     Таким образом, зная радиус кривизны линзы и радиусы rm и rk
темных интерференционных колец, можно вычислить длину световой
волны λ.
                         Выполнение работы
     На столике микроскопа с осветителем отраженного света помещаются
плосковыпуклая линза и плоскопараллельная пластинка, заключенные в
оправу. Включив трансформатор осветителя, добиваются с помощью
регулятора напряжения и диафрагмы равномерного освещения поля зрения.
Затем микроскоп фокусируется на четкое изображение колец. Оправа с
линзой и стеклом устанавливается так, чтобы крест нитей окулярного
микрометра проходил через центр колец. Когда кольца Ньютона в
увеличенном виде будут хорошо видны, оправу с линзой и стеклом
смещают, чтобы можно было наблюдать максимальное число колец с одной
стороны (рис.7). Вращая барабан окулярного микрометра, наводят крест
нитей на центр темного пятна и производят отсчет (не нее пяти раз) целых
делений по положению двух штрихов на шкале и сотых по барабану.
     Положение центра колец определяется как среднее арифметическое
этих отсчетов. Затем наводят крест нитей на первое, второе и т.д. (до
последнего видимого в окуляр) кольцо и определяют один раз положение
каждого кольца. Радиусы колец определяются как разности положений
колец и центра.
Примечание. Необходимо помнить, что одно целое деление шкалы в
                         микроскопе, соответствующее одному полному
                         обороту барабана окуляр микрометра, содержит
                         100 делений барабана. Для данного микроскопа с
                         учетом увеличения объектива и окулярного
                         микрометра цена одного деления шкалы
                         барабана равна 0,0008 мм.
                               Если, например, число целых делений
                         равно 2, число сотых делений – 15, то отсчет
                         составляет 215 единиц.


         Р .7