A tanulmány a zavaró fény megfigyelésével Newton gyűrűk, tartalom platform
VIZSGÁLATA beavatkozás VILÁG
Megfigyelése GYŰRŰK NEWTON
Célkitűzés: megfogalmazni a hipotézist vizsgálat, és megvizsgálja egy példát kijelző egy interferencia fény egy berendezést megfigyelése Newton gyűrűk, hogy meghatározza a görbületi sugara a lencse és a fény hullámhossza, hogy meghatározza az útvonal különbség (fáziskülönbség) közötti interferon-riruyuschimi hullámok.
Eszközök és kiegészítők: MBS-10 mikroszkóp szűrők, fehér fényforrás, szemlencse mikrométercsavarral MOB-1-16H szemlencse vagy skálán tárgy - mikrométer sejtnek Newton gyűrűk, tápegységet a lámpatest.
Ezenkívül két vagy több koherens hullám, ami néhány pontot a térben megnő, és a többi - az ebből adódó amplitúdó a hullám az úgynevezett interferencia fény.
A hullámok nevezzük koherens. ha ugyanaz a frekvencia és állandó különbség a kezdeti szakaszban. Forrásai koherens hullámok nevezzük koherens forrásokból. Ezen túlmenően, a megfigyelés az interferencia az szükséges, hogy az oszcilláció a vektor E az elektromágneses mezők zavarja befejezi a hullámok mentén azonos irányban, azaz. E. Tehát, hogy zavaró hullámok polarizált ugyanabban a síkban.
Számos módja van megfigyelése az interferenciát a fény. Tekintsük az interferenciát a visszavert fény egy vékony lemezt.
Tegyük fel, hogy az átlátszó párhuzamos lap (fólia) vastagsága d szögben i nyaláb párhuzamos monokromatikus sugarak hullámhossza l (ábra. 1).
Megkülönböztetése gerendák 1. és 2. a gerenda. Az 1 fémtartó után fénytörés a ponton A tükröződik a B pontban, majd, miután fénytörés a ponton (gerenda 1) befolyásolja a visszavert sugár ezen a ponton 2. mivel a gerendák 1. és 2. koherens. A fény intenzitása ezzel növelik vagy csökkentik, attól függően, hogy optikai útvonal különbség. visszavert fény optikai útvonal különbség azonos
ahol NPL - abszolút törésmutatója lemez anyaga; Nin - abszolút törésmutatója levegő, egyenlő egy (a lemezt a levegőben). Hozzáadása (1) l / 2 figyelembe veszi a fáziseltolódás p a reflexió fény az optikailag sűrűbb közeg a C pontban
Amint az 1. ábrából látható, útkülönbség # 916; fejezhető keresztül lemezvastagság d és a beesési szög i
Ha D értéke páros számú fél-hullámok, a fényhullámok amplifikáljuk a C pont, t. E. Van interferencia maximális. Ha a D egyenlő páratlan számú fele hullámhosszak a C pont alkot egy interferencia minimális. Ennek megfelelően, visszavert fény valósítható egyik feltétel
A fenti képletekben, írni k jelöli érdekében interferentsii.k megteheti a értéke 0, 1, 2.
Áteső fényben, az optikai útvonal D különbség eltér D a visszavert fény által l / 2 (meg tudja mutatni az olvasó).
Ezért, interferencia maximumok visszavert fényben megfelelnek az minimumok interferencia átviteli és fordítva. Ha a megfigyelő látok egy tányér festett a szín megfelelő l. a megfigyelő látja II lemez elsötétített, és fordítva.
Hagyja, hogy a lemez (vagy film) van egy olyan része, egy kis ék szöge egy (2. ábra). Path különbség által meghatározott általános képletű (2) itt is alkalmazható, de csak egy bizonyos ék vastagsága d.
Tegyük fel, hogy a beesési szög i = 0. .. sugarak esnek, azaz általában a ék (szigorúan véve, általában nem tartozik az alsó felülete az ék), majd D, és így a feltétel max és min fogja meghatározni d; és az interferencia minta váltakozása sötét és világos rojtok felületén lokalizálva az ék széle az ék és párhuzamos. Minden egyes interferencia csíkok megfelel egy bizonyos vastagsága az ék d. Az interferencia mintázat az úgynevezett „peremén egyenlő vastagságú.” A legérdekesebb példák csíkok egyenlő vastagságú Newton-gyűrűk.
Ha elhelyezünk egy objektív egy nagyon kis görbületi sík üveg PLA Steen (3.), Az objektív és a lemezt mintegy azok érintkezési pont O van kialakítva egy levegő ék. A lencse sugarak világítják incidens felületre merőleges a levegő ék. A visszavert sugarak 1 és 1 ¢. következetesnek, zavarja. (Ray 1 és 1 ¢ térben elválasztott az érthetőség kedvéért). A interferenciacsíkok egyenlő vastagságú, eredő tehát formájában koncentrikus körök középpontú pontban O (ábra. 4). Ezek az úgynevezett Newton-gyűrűk. A központban egy sötét folt (legalább nulladrendű). Ezt veszi körül egy olyan rendszer váltakozó világos és sötét gyűrűk, szélessége és intenzitása fokozatosan csökken, ahogy a távolság a központi helyszínen.
Az áteresztett fény figyelhető további kép - .. A világos központi helyen, a következő gyűrű sötét, stb feltételek (2), hogy a D írhatók ebben az esetben
, ahol a törésmutató levegő nek kell venni, az egység, és a kifejezés l / 2 figyelembe veszi a fáziseltolódás p a reflexió fény az ostya felülete. A világos gyűrűk megfelelnek d, amelyekre
Ajánlások végrehajtásának gyakorlása
„Mérési hullámhossz és a lencse görbületi sugara”
1. Készítse elő a mikroszkóp dolgozni.
2. Kapcsolja be a megvilágító, amelynek célja a vizsgálatok-vizsgálatokat a fehér visszavert fény. Fókuszban a mikroszkóp így az interferencia mintázat látható. (Jellemzően a mikroszkóp középpontjában a pre-interferencia gyűrűk és nem kell költeni további fókusz).
3. lépés, ha szükséges, a cellát, hogy interferencia ct Ting középpontjába került a szemlencse. Ha a színpadon van mikrocsavarokkal mozog a sejt, a legjobb, ha használja őket.
Megjegyzés: Ha a gyűrű nem elég kontraszt mikroszkópot és a fókusz nem javítja a kontraszt arány, szükség van a laboratóriumi körülmények termelt a sejt, nevezetesen útján dió vagy csavart, amely a tetején a sejt, ez szükséges ahhoz, hogy a lencse a síkkal párhuzamos lemez (dió vagy csavarokat húzza meg egy kicsit). Ha a gyűrűk kontrasztos, de a központi helyszínen az interferencia mintázat erősen lapított, lencse kell mozdulnunk a síkkal párhuzamos lemez. Ehhez a csavarokat vagy anyákat kissé ki kell csavarni. A kiigazítást kell tenni egy kis kulcsot vagy csavarhúzót.
4. hely az utat a fénysugár a vörös szűrő hullámhossz-Vestn # 955; e = 670 nm
6. Mérjük az átmérője minden gyűrű legalább 3-szor. A mérési adatok egy táblázatban.
7. Helyezze az utat a fénysugár egy zöld szűrő, amely átmegy hullámhosszúságú fény ismeretlen.
8. Végezze el az összes mérési eljárás szerint bekezdésben leírt 5.6. A mérési eredményeket tárolja ugyanannál az asztalnál.
9. Számítsuk ki a képlet ismeretlen hullámhossz
ahol le - ismert hullámhosszt. Megjegyzés az értéke egy ismeretlen hullámhossz a táblázatban.
9. összehasonlítása a kapott érték a kísérletben a zöld fény egy hosszú hullámhosszú zöld hullámhossza a spektrum higany. Táblázat a fő spektrális vonalak a higany spektrum látható a munkahelyen, vagy egy laboratóriumban.
10. Számítsuk ki a (11) képletű, illetve (12) a görbületi sugara a lencse. Kiszámításához az ajánlott grafikus számítási módszere görbületi sugár. Ehhez meg kell ábrázolni az a sugár négyzetével mért gyűrűk rm m szobákban. Szerint (12) a gráfnak formájában egy egyenes vonal, amelynek meredeksége egyenlő Rl. Ismerve a le, meg R.
Kérdések és feladatok önálló munka
1. Ha a lencse alig érinti a lemez, amely megfigyelhető visszavert (átvitt) közepén található fény interferon-rentsionnoy mintázat - magas vagy alacsony? Mit kell tenni, hogy a központ az interferencia mintázat a visszavert fény felváltva megfigyelni a minimum és maximum?
2. Hogyan lehet ebben a laborban koherens hullámok megfigyelni a gyűrűk visszavert és áteresztett fény?
3. Miért interferencia minta kapott Newton szerelési formáját ölti koncentrikus gyűrűk?
4. Mi a különbség az interferencia mintázat figyelhető meg, ha megfigyelni a visszavert fény, majd a tompított?
5. Ha a telepítés megfigyelni Newton gyűrűk világít fehéren SVE az, hogy a gyűrű fog kinézni? Jelölje ki a nehézségi szint ebben a vizsgálatban.
6. Ismertesse a (3) képlet és a (4), fogalma alkalmazásának koherencia hossza.
7. Lapozzon nehézségi szint ebben a vizsgálatban. Magyarázza el, hogyan ebben az írásban monokromatikus fény?
8. Ha a levegő az objektív lemez és cserélje ki a vizet egy nagy, fénytörő megjelenítési Télem, mint a levegő, hogy változni fog az interferencia-expozíció kép?
9. Mivel Newton gyűrűk megváltozott, amikor változik a görbületi sugara a lencse, a törésmutatója a lencse anyaga, a törésmutatója az anyag párhuzamos lap?
10. Mi határozza meg a kontrasztot a Newton-gyűrűk?
11. Hogyan feltételeit minimumok és maximumok reflektált és proho-dyaschem fény?
12. Határozza meg a területet, amely lokalizált Newton-gyűrűk.
13. Newton gyűrűk - egy csík „egyenlő vastagságú” vagy csík „egyenlő klónozni?”
14. növelése vagy csökkentése átmérői a gyűrűk, ha a forrás a monokromatikus fény hullámhossza 600 nm monokromatikus fényforrás helyett egy 450 nm hullámhosszon?
15. Miért van a munkavégzés nem ajánlott az átmérőjét a társ-gyűrűk, közel a központhoz?
16. Hogyan lehet megváltoztatni az interferencia mintázat a központban, ha a lencse fokozatosan emeljük a lemez felett?
17. Adjon példát a növények alkalmazása megfigyelése Newton-gyűrűk.
18. A telepítés megfigyeléséhez Newton gyűrűk megvilágított monokróm beeső fény rendesen. Amikor kitölti a teret a lencse és egy pohár lemez egy átlátszó folyadék sugarak sötét gyűrűk visszavert fényben csökkent 1,21-szor. Határozza meg a törésmutatója a folyékony [1,46].
19. A gömbfelületű síkdomború üveg lencse van egy polírozott sík részén sugara 3 mm-es, amelyet érintkezik egy sík üveglapot. A görbületi sugár a gömb alakú felület a lencse -. 150 cm megkeresése sugara hatodik fényes gyűrű, amikor visszavert fényben szemléljük hullámhosszúságú 0,655 mikron.
20. A síkdomború lencse szferikus üveg felületén 12,5 cm görbületi sugara nyomódik az üveglapot. A átmérője a tizedik és tizenötödik sötét Newton gyűrűk a visszavert fény 1,00 és 1,50 mm. Határozza meg a fény hullám hossz [0.50] m.
21. A két szimmetrikus szomszédos vékony üvegből lencsék - egy mindkét oldalán domború, bikonkáv egyéb - olyan rendszert képeznek, amelynek optikai teljesítménye 0,50 dioptria. A hullámhosszú fény 0,61 mikron visszavert ez a rendszer a Newton gyűrűk megfigyelt. Adjuk:
a) a sugara a tizedik sötét gyűrű;
b) hogyan kell változtatni a méretét, a gyűrű, ha a tér között, a lencsék tele vízzel?