Основные теоретические положения. Вопросы для подготовки к отчёту

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАССТОЯНИЯ МЕЖДУ ЩЕЛЯМИ В ОПЫТЕ ЮНГА

Вопросы для подготовки к отчёту

Расчёт погрешностей

1. Расчёт погрешности определения углового увеличения моделей оптических приборов.

Рассчитать случайную ошибку измерения отношения по формуле (п3) (см. приложение).

Расчёт погрешности определения увеличения труб провести по формуле

, (2.16)

для микроскопа – по формуле

. (2.17)

1. Устройство и принцип работы зрительных труб Кеплера и Галилея.

2. Вывод формулы (2.5) углового увеличения зрительной трубы и рабочей формулы (2.13).

3. Устройство и принцип работы микроскопа.

4. Вывод формулы (2.10) углового увеличения микроскопа и рабочей формулы (2.15).

Лабораторная работа № 3

Цель работы: определение расстояния между щелями по интерференционной картине в схеме опыта Юнга.

Рис. 3.1 Схема опыта Юнга.

Одним из первых ученых, кто наблюдал явление интерференции был Томас Юнг, который в 1802 году получил интерференционную картину в установке показанной на рис. 3.1

Свет, предварительно прошедший через светофильтр, проходя через отверстие S в экране А падал на экран В, в котором были проделаны две тонкие щели и . Эти щели являлись когерентными источниками света и давали достаточно четкую картину интерференции на экране С.

Рис. 3.2 Ход лучей в опыте Юнга.

В настоящей лабораторной установке вместо обычного источника света со светофильтром для повышения степени когерентности используется лазер. Принципиальная схема установки представлена на рис. 3.2. Здесь и – источники когерентного излучения, и – пути света от источников до точки наблюдения Р, d – расстояние между щелями, L – расстояние между экранами В и С.

Разность фаз колебаний, возбужденных волнами, приходящими в точку Р от источников S ₁и S ₂, равна:

, (3.1)

где ; n – показатель преломления среды.

Из (3.1) следует, что если в укладывается целое число длин волн , где – длина волны в вакууме, то разность фаз оказывается кратной , и в этой точке будет наблюдаться интерференционный максимум.

Если в укладывается полуцелое число длин волн: , то будет возникать интерференционный минимум.

Из геометрии рис. 3.2 видно, что

, , (3.2)

откуда

. (3.3)

Учитывая что d << L, a , и умножив равенство (3.3) на n – показатель преломления среды, получим оптическую разность хода . Подставим в это выражение условия наблюдения максимума и минимума интерференции; получим соответственно:

(3.4)

Из (3.4) следует, что ширина интерференционной полосы на экране будет определяться соотношением

. (3.5)

Дата добавления: 2015-06-04