- •Часть 5
- •Кольца Ньютона
- •Вывод расчетной формулы
- •Установка для наблюдения колец Ньютона
- •Порядок измерений
- •Расчет длины волны
- •Графический метод обработки данных для определения длины волны
- •Определение длины волны света при помощи колец Ньютона
- •2. Определение длины световой волны с помощью дифракционной решетки
- •Дифракционная решётка
- •Характеристики дифракционной решётки
- •Описание установки
- •Поворот маховика 15 производить плавно и без сильного нажима!
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Приложение 2 форма отчета
- •Измерение длины волны света с помощью дифракционной решётки
- •3. Получение и исследование поляризованного света
- •Явление двойного лучепреломления
- •Анализ линейно поляризованного света. Закон Малюса
- •Получение света, поляризованного по эллипсу и кругу
- •Анализ эллиптически поляризованного света
- •Экспериментальная часть работы Описание установки
- •Подготовка установки к работе
- •Проверка закона Малюса
- •Исследование круговой поляризации
- •Исследование эллиптической поляризации
- •Получение и исследование поляризованного света
- •Дата _________________________
- •Основные расчетные формулы
- •Приборы и их характеристики
- •Исследование круговой поляризации
- •Исследование эллиптической поляризации
- •4. Изучение дифракции и поляризации лазерного излучения
- •Особенности лазерного излучения
- •Описание экспериментальной установки
- •Определение длины волны лазерного излучения. Вывод расчетной формулы
- •Порядок выполнения работы
- •Внимание!
- •Изучение характера поляризации лазерного излучения
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Часть 5
- •62002, Екатеринбург, ул.Мира, 19
Ю.Г. Карпов, Т.И. Папушина,
А.А. Повзнер, А.Н. Филанович
ЛАБОРАТОРНЫЙ ФИЗИЧЕСКИЙ ПРАКТИКУМ
Часть 5
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ КОЛЕБАНИЯ. ВОЛНОВАЯ ОПТИКА
Рекомендовано для всех технических направлений подготовки всех форм обучения.
Научный редактор: проф., д-р физ.-мат. наук, проф. А.Д. Ивлиев
Подготовлено кафедрой физики
Учебное пособие по подготовке к лабораторным занятиям по теории колебаний и волновой оптике. Приведены описания лабораторных работ по изучению колебаний и законов волновой оптики
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………3
1. Определение длины волны света с помощью колец
Ньютона (Работа № 26)………………………………………………4
2.Определение длины волны с помощью дифракционной
решётки (Работа № 29)……………………………………………..15
3.Получение и изучение поляризованного света (Работа № 27)…...27
4.Изучение поляризации и дифракции лазерного излучения
(Работа № 23)………………………………………………………46
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК…………………………………56
ВВЕДЕНИЕ
В настоящем пособии приведены методические указания по выполнению лабораторных работ, в которых изучаются основные волновые свойства света: интерференция, дифракция и поляризация света.
В описании к каждой работы приведены краткие теоретические сведения об исследуемом явлении, описание установки и оборудования для проведения работы, ход работы, а также форма отчёта по данной работе. При проведении ряда работ используется компьютер, на мониторе которого отображаются результаты измерений в виде графических зависимостей.
В соответствии с рабочей программой курса физики студенты специальности «Информационные технологии» выполняют работу № 29, строительных специальностей - № 23, № 26. Студенты всех остальных технических специальностей выполняют работы № 23, № 29.
1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЛИНЫ ВОЛНЫ СВЕТА С ПОМОЩЬЮ КОЛЕЦ НЬЮТОНА
(Работа № 26)
Кольца Ньютона
Кольца Ньютона являются частным случаем полос равной толщины. Они получаются следующим образом. Плосковыпуклая линза с большим радиусом кривизны помещается на толстую плоскопараллельную стеклянную пластину (рис. 1.1). Тонкая кольцеобразная прослойка воздуха между линзой и пластиной является "клином" с малым переменным преломляющим углом. Поэтому при освещении линзы параллельным пучком света, направленным перпендикулярно к ее плоской поверхности, в воздушном клине появляется интерференционная картина в виде чередующихся темных и светлых концентрических колец, так как места с одинаковой толщиной воздушного слоя образуют окружности с центром в точке соприкосновения линзы и пластины. Так как угол воздушного "клина" мал (на рис.1.1 этот угол сильно преувеличен), то оптическую разность хода волн 2 и 1 при их почти нормальном падении на "клин" можно с достаточной степенью точности найти по формуле :
(1.1)
Используя условия усиления и ослабления света, можно получить условия максимумов и минимумов для интерференционных колец (рис. 1.1). Светлые кольца будут соответствовать условию
, , ( 1.2)
а темные
, . (1.3)
В условиях (1.2) и (1.3) m обозначает номер кольца. Ближайшее к центру кольцо соответствует m = 1, следующее m = 2 и т.д. При этом нумерация для темных и светлых колец ведется раздельно. В центре образуется темное пятно, соответствующее m = 0.