Жұмыстың мақсаты: Ньютон сақиналары көмегімен жарық интерференциясы құбылысын оқып үйрену. Тапсырма
жүктеу/скачать 24,99 Kb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Жұмыстың тәсілі
- Тәжірибе қондырғысының сипаттамасы
- Жұмыстың орындалу тәртібі
- Өлшеу нәтижелерін өңдеу және талдау
- Бақылау сұрақтары
|
Жұмыстың мақсаты: Ньютон сақиналары көмегімен жарық интерференциясы құбылысын оқып үйрену. Тапсырма: Ньютон сақиналарын бақылау жүйесі арқылы линза қисықтығының радиусын анықтау. Жұмыстың тәсілі Когерентті жарық толқындарының қосылуы нәтижесінде кеңістіктің бір орнында толқын интенсивтілігі максимум, ал басқа орында минимум мәндеріне ие болады. Бұл толқындардың интерференция құбылысы деп аталады. Интерференция болу үшін когерентті толқындар болуы тиіс, мұндай толқындардың уақыт бойынша фазаларының айырмасы тұрақты және жиіліктері бірдей болуы керек. Негізінен табиғи жарық көздерінің барлығы когерентті емес толқындар шығарады. Интерференция құбылысын бақылау үшін оптикалық жүйе көмегімен бір толқынды екіге бөліп, әртүрлі оптикалық жол жүргізіп, қайтадан қосуымыз керек. Егер оптикалық жолдар айырмасы жарты толқындардың жұп санына тең болса, онда толқын тербелістерінің фазалары бірдей болады да, қосылған толқындар бірін-бірі күшейтіп, жарық интенсивтілігі максимум мәніне ие болады. Ал оптикалық жолдар айырмасы жарты толқындардың тақ санына тең болса, онда жарық толқындары бірін- -бірі жойып, интенсивтілігі минимум мәніне ие болады. Жазық шыны пластина мен линза қисықтығының радиусы үлкен болып келген жазық-дөңес линзаны беттестіріп, пластина бетіне перпендикуляр бағытта жарық түссе, онда шағылған жарықтың кезектесіп келетін күңгірт және жарық интерференциялық сақиналарын (Ньютон сақиналары) байқаймыз. Түскен жарық линза мен пластина арасында пайда болатын ауа қабатының үстіңгі және төменгі шекарасында шағылады да, өзара интерференцияланып, оптикалық жол айырмасы h ауа қабатының қалыңдығымен анықталады (1-сурет). Максимум және минимум шарттарын қолдана отырып, шағылған жарықтан пайда болған күңгірт және жарық сақиналарының радиусын табуға болады m=1,2,3,… (1.1) Егер m мәні тақ болса күңгірт, ал жұп болса жарық сақиналарының радиусын аламыз. Екі пластинаның қиылысқан ұштарында m=1 мәнінде r=0, бұл нүктеде жарық интенсивтілігі минимум, себебі түскен жарық шағылу нәтижесінде фазасын π-ге өзгертіп екі толқын бірін-бірі өшіреді. Біз тек шағылған жарықты қарастырдық, ал өтетін екінші ортаға жарықтың интерференциясында жарық және күңгірт сақиналар керісінше болып орын ауыстырады. (1) формуладан жазық-дөңес линза қисықтығының радиусын табуға болады (1.2) 1.1 Сурет мұндағы -нөмірі m-ге сәйкес келетін күңгірт сақинаның радиусы; - нөмірі n-ге сәйкес келетін күңгірт сақина радиусы; К-оптикалық жүйенің үлкейту коэффициенті. Тәжірибе қондырғысының сипаттамасы Ішінде (КФ) қызыл сүзгісі (фильтрі) бар қорапқа орналастырған электр шамынан шыққан жарық П-Л жүйесінен (жазық-дөңес және жазық шыны пластина) өтіп, СЛ жинағыш линзасының фокал жазықтығында орналасқан (Э) экранда жиналады. 1.2 Сурет Жұмыстың орындалу тәртібі 1 Жарық көзінен толқын ұзындығы =0,64 мкм болып келген монохроматты жарықты ПЛ жүйесіне бағыттап, экранда интерференциялық жарықтың суретін алыңыз. Дұрыс пішінді интерференциялық сақиналарды алу үшін экранды түсетін жарыққа белгілі бір бұрышпен орналастыру керек. 2 Экранға ақ парақ қағаз жауып, күңгірт сақиналардың диаметрін (1, 2 және т.б. 5-6 сақина) горизонталь бағыты бойынша центрдің оң және сол жағынан белгілеңіз. ПЛ жүйесінен 180° айналдырып, экранда П-Л жүйесінің екінші бетінде орналасқан сызғыштың 1 см кескінінің ұзындығын қағаз бетіне белгілеп алыңыз, бұл арқылы жүйенің к-үлкейту коэффициентін табуға болады. 3 Қағаз бетінен сызғыш көмегімен алдында белгіленіп алынған сақиналардың диаметрін өлшеп, кестеге енгізіңіз. Диаметрдің жартысы оның радиусына тең. Өлшеу нәтижелерін өңдеу және талдау 1 К е с т е
Күңгірт сақиналардың радиустарын қос-қостап алып, (2) формула бойынша линза қисықтығының радиусын табыңыз. Нәтижелері дәл болу үшін сақиналар радиус айырмасының неғұрлым үлкен мәндерін алыңыз. 5-6 мәндердің R орташа арифметикалық мәнін есептеп Стьюдент әдісін қолдана отырып абсолютті және салыстырмалы қателіктерді табыңыз. Ақырғы нәтижені R= Бақылау сұрақтары 1 Жарық интерференциясы дегеніміз не? 2 Қандай толқындарды когерентті толқындар дейміз? 3 Уақыт және кеңістік бойынша болатын когеренттілік. 4 Оптикалық жол айырмасы, минимум және максимум шарттары. 5 Интерференцияланған толқындардың қорытқы интенсивтілігі. 6 Ньютон сақинасын қалай аламыз? Оптикалық жол айырмасын көрсетіңіз. 7 Өтетін жарық үшін Ньютон сақинасындағы интерференциялық суреттің өзгеруін байқау. 8 Неліктен линза қисықтығының радиусы үлкен болуы тиіс? жүктеу/скачать 24,99 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|