Ќазаќ мемлекеттік ќыздар педагогика институты
Савельев И.В. Курс общей физики, т. 2-3.М., Наука, 1982 5 – зертханалық жұмыс Бипризманың көмегімен жары
жүктеу/скачать 2,57 Mb.
|
1-11 лаб ОптикаКазакща
| 4.7.2. Савельев И.В. Курс общей физики, т. 2-3.М., Наука, 1982
5 – зертханалық жұмыс Бипризманың көмегімен жарықтың толқын ұзындығын өлшеу 5.1. Жұмыстың мақсаты: Жарықтың интерференция құбы лысымен танысу. Жарықтың толқын ұзындағын Френель бипризмасының көмегімен анықтау. 5.2. Құралдар мен жабдықтар: Оптикалық скамья, жарық көзі, ашылып – жабылатын саңлау, бипризма, жинаушы линза, күңгірт экран, қызыл, жасыл, көк фильтрлер, өлшеу микроскопы, /объективінде шкаласы бар оптикалық скамьяға қондырылған микроскоп/. 5.3. Жұмысты орындауға жіберілу үшін студенттердің білуге тиісті сұрақтары: 5.3. 1. Қандай толқындарды когерентті деп атаймыз? 5.3.2. Жарықтың интерференциясы деген не? 5.3.3. Интерференциялық максимумдар мен минимумдар пайда болу шарттары қандай? 5.3.4. Френель бипризмасы сәулелерді қалай бағыттайды? 5.4. Қысқаша теориялық мағлүмат Жарық көзінен шыққан монохромды /бір түсті/ когерент сәулелер экранға қабаттасып түскен кезде интерференция құбылысы байқалады. Когерент сәуле алу үшін көпшілік жағдайда бипризма пайдаланылады. Сындырушы бұрыштары өте кішкене, табандарындағы бір бұрышы 900, ал екінші бұрышы 90°-тан кішірек екі призманы, суретте көрсетілгендей етіп, табандарымен беттестірілген қос призма "бипризма" деп аталады. Бипризманың ΜΝ және ΝР беттеріне А – жарық көзінен шыққан толқын ұзындығы λ – ға тең монохромды сәуле түсіріп көрейік. Призманың үстіңгі MN бөліміне түскен S1 S2 сәулелер призманың алдыңғы бетінен артқы беттерінен өткенде екі рет сынып S1 S2 бағыттарыментарайды. Ал S3 S4 сәулелер призманың астыңғы жартысынан өткен соң S3 S4 бағытен тарап экранға түседі. Егер S1 S2 сәулелерін түзу бағытпен кері созсақ, олардың қиылысқан нүктесінде жарық көзінің бірінші жалған су реті /АІ/ пайда болады. Сол сияқты S3 S4 сәулелерінің жалғасының қиылысқан жерінде жарық көзінің екінші жалған суреті /А2/ пайда болады. Бұл жалған бейнелер /А1 мен А2/ когерент жарық көздерінің міндетін атқарады, яғни жалғыз А көзінен таралған когерент сәулелерді екі нүктеден /А1 және А2/ шығып Э – экранында интерференция құблысын беріп тұр деп ұйғаруға болады. А1 және А2 нүктелерінен /сур. 2/ шыққан сәулелер когерент болғандықтан сәулелердің толқын теңдеулері Когерент жарық көздерінің ара қашықтығы . Экранның В нүктесіне түскен толқындардың оптикалық жолдары Бұл толқындар түйіскен нүктесінде мынадай қортынды амплитуда береді. R (х2 - х1) – қосылысқан сәулелердің фазаларының айырмашылығы. Призма біртекті заттан істелгендіктен а1= a2 болады да, . Экранға түскен сәуленің жарық энергиясы . Мұнда - пропорционалдық коэффициент. Интерференцияның максимум шарты: , минимум шарты: болады. Олай болса, максимум үшін , ал минимум үшін . Максимум шарты бойынша , ал оптикалық жолдарының айырмашылығы - жарықтың толқын ұзындығы минимум шарты бойынша ; болады. Экранның С–нүктесінде Δх=0 2–сурет болғандықтан, сәулелер интерференциясы орталық максимум береді. 2 – ші суреттен және болғандықтан деп алынса, мұнда ρm–интерференцияның m–ші максимумның, не минимумның С–нүктесінің қашықтығы. Максимум үшін . Осыдан зерттелген жарықтың толқын ұзындығы , ал болады. Экрандағы қатар келген екі максимумның ара қашықтығы десек , болады. 5.5. Жүмыстың орындалу тәртібі. ρ - ның мәндерін өлшеу 5.5.1. ρ – ны өлшеу үшін құрылған схемада /сур. 3/ жарық көзінің міндетін оңай ашылып жабылатын саңлау /А/ атқарады. Саңлаудың артында, объективі алынып қойылған, тек конденсаторы К бар, проекциялық аппарат П орнатылады. Аппараттың ішіне қуаты 300 – 500вт лампа қойылады. Конденсатордан өткен параллель сәулелер А саңлаудан өтіп /БП/ бипризмаға түседі де, одан өтіп шаламөлдір шыныдан не фотопленкадан істелген экранға /Э/ түскөн интерференция суретін жай көзбен байқауға болмайды. Сондықтан оны бақылау үшін микроскопы қолданылады. 5.5.2. Экрандағы минимуммдардың ара – қашықтығын өлшеп алу үшін микроскоптың окулярына микрометрлік шкала орнатылады. Микрометрлік шкаланың дәл мәнін білу үшін микроскоптың алдына екінші бір микрометрлік шкала қойып екеуінің бөлімдерінің қатынасы /ол микроскоптың күшейту қабілетімен байланысты/ табылады. Микроскоптың объективінің алдындағы шкала дененің міндетін атқарады. Бұл шкаланың бөлімін "α" – мен белгілесек α=0,1 мм. Ал окулярдағы шкаланың бөлімін "β" – деп белгілесек, сонда объективтегі шкаланың Ћ бөліміне окулярдағы шкаланың n - бөлімі сәйкес келсе, онда Ћα=nβ деп жазамыз. Осыдан яғни – ның мәні күнібұрын өлшеніп, құралдың тұрақтысы ретінде берілуге тиіс. Біздің құралымыз үшін β=0,0435 мм. =4,35·10-2мм. 5.5.3. Өлшеу жұмысы жүргізілген кезде алдымен микроскоппен экранда пайда болған интерференция суреті байқалады. Жарық көзі "ақ жарық" беретіндіктен, микроскоптың көру өрісінде орталық максимумның екі жағында симметриялы орналасқан спектрлер пайда болады. Бұл спектрлер шала мөлдір экранның объективке қараған бетінде орналасады. Бақыланып отырған интерференция суреті көмескі болады. Сондықтан интерференция суретінің орны анықталған соң экранды алып қоюға тура келеді. Бұдан былай микроскоптың орны өзгертілмейді. 5.5.4. Жарық көзі ″ақ жарық" бергендіктен белгілі бір толқын ұзындығын өлшеп алу қиынға түседі. Сондықтан саңлаудың /А/ алдына бір ғана түсті сәуле беретін фильтр қойылады. Мысалы, қызыл фильтр. 5.5.5. Интерференция суреттерін айқындау үшін саңлау /А/ проекция аппаратындағы шам қылына параллель қойылуы керек. Егер саңлаудан өткен сәуленің жолына қойылған ақ қағаз бетіне түскен жарық дағын бақыласақ, саңлаудың шам қылына параллель қойылғандығын немесе ығысып тұрғандығын айқын аныңқай аламыз. 5.5.6. Интерференциялық максимумдардың, не минимумдердің қашықтығын өлшеу үшін орталық максимумның екі жағында орналасқан қатарлары бірдей максимумдар алынуы тиіс. Мысалы, оң жақтағы 3 – максимуммен сол жақтағы 3 – максимумның арасы т.с.с. Мысалы З – ші максимумның дәл ортасынан – 3 – ші максимумның дәл ортасына дейінгі ара қашықтықты анықталық. Егер +m максимуммен -m максимумның арасы окулярдағы шкаланың n бөліміне тең болса болады. жүктеу/скачать 2,57 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|