3.2.1. Включите осветительную систему микроскопа, поставив тумблер блока питания в верхнее положение. Вращением окуляра, сфокусируйте наблюдаемое изображение.
Другие регулировки не проводить!
3.2.2. В микроскопе «Эликон » вставьте светофильтр в гнездо, расположенное слева, в месте крепления осветителя к микроскопу. Длина волны фильтра указана на его корпусе.
В микроскопе МБС-9 светофильтры вводятся в поток света поворотом оправки, расположенной за осветителем. Длина волны фильтра указана в окне оправки.
3.2.3. В микроскопе "Эликон", используя его микрометр, определите положение левого и правого края каждого кольца (с нулевого по 8).
В микроскопе МБС-9 положение левого и правого края каждого кольца (с нулевого по 8) определяйте, используя шкалу окуляра, в делениях шкалы.
Результаты измерений внесите в таблицу 1.
3.2.4. Смените светофильтр, повторите измерения.
Все расчеты проводятся на компьютере.
3.2.5. Рассчитайте диаметры колец Ньютона в миллиметрах, используя значение цены одного деления шкалы К.
К = 1.4·10 –3 мм/дел−для микроскопа ‘Эликон',
К = 1.4·10 –2 мм/дел−для микроскопа МБС-9.
Результаты расчётов Dm ,мм внесите в таблицу 1.
Таблица 1
| Цвет фильтра..., l, нм... | |||||
| Номер кольца, m | Отсчет, деления шкалы. | Dm, мм | Dm2 | ||
| левый край | правый край | Dm | |||
| … | |||||
| Цвет фильтра..., l, нм... | |||||
| … |
3.2.6. Постройте график зависимости Dm2 = f(m).
3.2.7.Найдите тангенс угла наклона прямых на полученном графике.
 |
Рис.9. График зависимости Dm2 = f(m).
Результаты этих расчётов и измерений занесите в таблицу 2.
3.2.8.Рассчитайте абсолютную и относительную погрешность определения радиуса кривизны линзы DR и DR/R, используя формулу 5 приложения к лабораторной работе. Результаты расчётов занесите в таблицу 2.
|
|
По формуле (32) вычислите радиус кривизны линзы.
3.2.9. Рассчитайте по формуле (33) величину деформации линзы и стеклянной пластинки d в месте их соприкосновения.
Таблица 2
| λ, нм | ∆λ, мм | К, мм /дел | ∆D,дел | R, мм | ∆R, мм | d, мм |
| З·10-5 | ||||||
| З·10-5 |
где: К − цена деления шкалы отсчётного устройства:
для микроскопа ‘Эликон' К = 1.4·10 –3 мм/дел,
для микроскопа МБС-9 К = 1.4·10 –2 мм/дел.
∆D − погрешность микроскопа:
для микроскопа ‘Эликон’ ∆D = 5·10-3 мм,
для микроскопа МБС-9 ∆D = 7·10-2 мм.
λ1, λ2 − длина волны для соответствующего светофильтра,
∆λ − погрешность определения длины волны светофильтров
(указана в таблице).
d − деформация линзы и стеклянной пластины.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
4.1. Какие волны называются когерентными?
4.2. Что называется интерференцией света?
4.3. Что такое оптическая длина пути световой волны?
4.4. Что такое оптическая разностью хода лучей? Какая разница между оптической и геометрической разностью хода лучей?
4.5. Условия максимумов и минимумов при интерференции волн.
4.6. Что такое длина когерентности?
4.7. Что такое полосы равной толщины?
4.8. Что такое кольца Ньютона? Как они образуются?
4.9. Выведите формулу для темных колец Ньютона в отраженном свете.
ЛИТЕРАТУРА
5.1. Яворский Б.Н., Детлаф А.А. Курс физики т.З..
5.2.Савельев Н.В.Курс общей физики М.,Высшая школа, 1976, т.З., стр.17 - 19.
|
|
ПРИЛОЖЕНИЕ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ N 9
Вывод рабочей формулы определения радиуса кривизны линзы.
Из формулы (28) видно, что при переходе от одного тёмного кольца к соседнему, разность хода изменяется на λ, а толщина воздушной прослойки на λ/2. Соответственно при переходе от n -го к m -му тёмному кольцу толщина воздушной прослойки изменится на:
dm−dn = (m−n)·λ/2 (1)
В соответствии с формулой (26) получаем:
(2)
Окончательное выражение для радиуса кривизны линзы будет иметь вид:
(3)
Для вычисления радиуса кривизны линзы используются значения:
(dm – dn) и (dm + dn), расчёт производится по формуле:
(dm−dn) (dm + dn) К2
R = —————————— (4)
4 λ (m−n)
(5)
где: К - цена деления шкалы отсчётного устройства,
∆ λ - погрешность определения длины волны светофильтров,
∆d - погрешность микроскопа,
λ - длина волны для соответствующего фильтра,
m, n - номера колец, значения диаметров которых подставляются в формулу.
Чем больше разница между избранными для расчёта кольцами, тем точнее, результат измерений.
Рекомендуется выбирать такие dm и dn, чтобы разница между номерами этих колец удовлетворяла условию m − n > 3.