Лабораторный практикум по оптике (стр. 3 )

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?

Лабораторная работа № 3

ДИФРАКЦИЯ СВЕТА

Цель работы: изучение дифракции Френеля на круглом отверстии.

Оборудование: персональный компьютер

Теоретическое введение

В самом общем смысле под дифракцией света понимается явление откло-нения света от прямолинейного распространения при прохождении вблизи препятствий.

Опыт показывает, что если на пути параллельного светового пучка расположить круглое отверстие, то на экране, расположенном достаточно да-леко от препятствия, появляется дифракционная картина – система чередующихся темных и светлых колец.

Количественная теория дифракционных явлений была разработана Френелем. В основу своей теории Френель положил принцип Гюйгенса, дополнив его идеей об интерференции вторичных волн.

Рассмотрим в качестве примера задачу о прохождении плоской монохроматической волны от удаленного источника через небольшое круглое отверстие радиуса в непрозрачном экране (рис. 1). Точка наблюдения Р находится на оси симметрии на расстоянии от препятствия. Для облегчения расчетов Френель предложил разбить волновую поверхность падающей волны в месте расположения препятствия на кольцевые зоны, так чтобы расстояния от границ соседних зон до точки наблюдения отличались бы на половину длины волны . Если смотреть на волновую поверхность из точки наблюдения Р, то границы зон Френеля будут представлять собой концентрические окружности (рис.2).

В этом случае радиусы зон Френеля зависят от длины световой волны , расстояния от отверстия до экрана и определяются по формуле: . (1)

Целью данной работы является проверка этой формулы.

Экспериментальная часть

1. Войдите в программу мультимедийного лабораторного практикума