оптическая сила линзы будет равна 10 дптр?
2. Фокусное расстояние собирающей стеклянной (
) линзы в воздухе
равно 10 см. Чему будет равно фокусное расстояние этой линзы в воде
(
)?
3. Расстояние между предметом и экраном равно 80 см. Линза с фокусным
расстоянием 15 см, расположенная между предметом и экраном, дает
увеличенное изображение предмета. На какое расстояние следует
переместить линзу, чтобы получить четкое уменьшенное изображение
предмета?
Лабораторная работа № 2
ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ СВЕТА
Цель работы: изучение интерференции света от двух источников.
Оборудование: персональный компьютер
Теоретическое введение
Интерференция света наблюдается при наложении двух или нескольких световых пучков. Интенсивность света в области перекрытия пучков имеет ха-рактер чередующихся светлых и темных полос, причем в максимумах интенсивность света больше, а в минимумам меньше суммы интенсивностей пучков.
Исторически первым интерференционным опытом, получившим объяснение на основе волновой теории был опыт Юнга. В этом опыте свет от узкой щели 
падал на экран с двумя близко расположенными щелями 
и 
. В области перекрытия пучков, исходящих из этих щелей, наблюдалась интерференционная картина в виде чередующихся темных и светлых полос (см. рис 1).
Расчет интерференционной картины от двух источников можно провести следующим образом. Пусть два источника и расположены на расстоянии 
друг от друга, а интерференционная картина наблюдается на экране, расположенном на расстоянии 
от источников (рис. 2), причем выполняется условие 
.
Очевидно, что в центре интерференционной картины (точка О) будет максимум, так как в эту точку волны приходят в одинаковой фазе. Интенсивность колебаний в точке, имеющей координату 
, будет зависить от разности хода волн 
. Так как 
и 
, то вычитая из второго уравнения первое можно получить: 
. Преобразуя 
найдем, что разность хода волн равна 
. Подставляя найденное значение разности хода волн в условие интерференционного максимума можно определить координаты максимумов 
и ширину интерференционной полосы:
, (1)
где - расстояние между щелями, - расстояние от щелей до экрана, 
- длина световой волны.
В данной работе проводится проверка этого выражения.
Экспериментальная часть
1. Войдите в программу мультимедийного лабораторного практикума
«Интерференция света»
2. Зарисуйте схему опыта.
3. Используя данные своего варианта, по формуле (1) рассчитайте ширину
интерфереционной полосы для трех различных значений длин волн.
4. Проверьте полученные результаты, используя виртуальную модель данной
работы. Результаты расчетов и измерений занесите в таблицу 1.
Таблица вариантов 1.
Номер варианта | ||||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
| 2 | 2,2 | 2,4 | 2,6 | 2,8 | 3,0 | 3,2 | 3,4 | 3,6 | 3,8 |
| 3 | 3 | 3,5 | 3,5 | 4,0 | 4,0 | 4,5 | 4,5 | 5 | 5 |
| 700 560 400 | 630 500 360 | 700 500 450 | 560 450 360 | 630 560 360 | 700 560 400 | 630 500 360 | 700 500 450 | 560 450 360 | 630 560 360 |
Таблица 1.
№№ |
|
|
| Ширина полосы | |
Теория | Эксперимент | ||||
5. Используя данные своего варианта, расссчитайте ширину
интерференционной полосы для трех различных значений 
. Проверьте
результаты расчетов на виртуальной модели и занесите их в таблицу 2.
6. Сделайте вывод.
Таблица вариантов 2.
Номер варианта | ||||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
| 3 | 3 | 3,5 | 3,5 | 4,0 | 4,0 | 4,5 | 4,5 | 5 | 5 |
| 700 | 630 | 560 | 500 | 450 | 400 | 360 | 400 | 450 | 500 |
| 2 3 4 | 2,5 3,5 4 | 3 3,5 5 | 2 4 5 | 2 2,8 3,6 | 2 3 4 | 2,5 3,5 4 | 3 3,5 5 | 2 4 5 | 2 2,8 3,6 |
Таблица 2.
№№ |
|
|
| Ширина полосы | |
Теория | Эксперимент | ||||
Вопросы к защите работы:
1. Что называется интерференцией света?
2. Какие волны называются когерентными?
3. Выведите условие наблюдения максимумов и минимумов при интерференции.
4. Каким образом на практике получают когерентные волны?
5. Рассчитайте интерференционную картину от двух источников.
6. Как изменится интерференционная картина, если в опыте Юнга щели осветить белым светом?
Задачи для самостоятельного рещения:
1. В опыте Юнга расстояние между щелями равно 1 мм, а расстояние от щелей до экрана равно 3 м. Определить положение первой светлой полосы, если щели осветить светом с длиной волны 0,5 мкм.
2. Радиус четвертого темного кольца Ньютона в отраженном свете равен 2 мм. Определить радиус кривизны поверхности линзы, если длина световой волны равна 500 нм.
3. На поверхность линзы с показателем преломления 1,5 нанесена тонкая пленка с показателем преломления 1,3. При какой наименьшей толщине пленки произойдет максимальное ослабление отраженных лучей с длиной волны 0,4 мкм?
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
Основные порталы (построено редакторами)