Описание экспериментальной установкиСтр 1 из 2Следующая ⇒
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАДИУСА КРИВИЗНЫ ЛИНЗЫ
С ПОМОЩЬЮ КОЛЕЦ НЬЮТОНА
Методические указания к лабораторной работе № 6 по физике
(Раздел «Оптика»)
Ростов-на-Дону 2010
Составители: С.И. Егорова, И.Н. Егоров, Г.Ф. Лемешко
УДК 530.1
«Определение радиуса кривизны линзы с помощью колец Ньютона»: Метод. указания. - Ростов н/Д: Издательский центр ДГТУ, 2010. - 10 с.
Указания содержат краткое описание рабочей установки и методики определения радиуса кривизны линзы. Методические указания предназначены для студентов инженерных специальностей всех форм обучения в лабораторном практикуме по физике (раздел «Оптика»).
Печатается по решению методической комиссии факультета «Нанотехнологии и композиционные материалы»
Научный редактор проф., д.т.н. В.С. Кунаков
© Издательский центр ДГТУ, 2010 Цель работы: 1. Определение радиуса кривизны линзы с помощью колец Ньютона. 2. Определение длины волны света по известному радиусу кривизны линзы.
Оборудование: Микроскоп, осветитель, плосковыпуклая линза, плоскопараллельная пластинка, светофильтры.
Теория метода
При отражении от нижней пластинки, представляющей оптически более плотную среду, чем воздух, волны меняют фазу на противоположную, что эквивалентно уменьшению пути на . В месте соприкосновения линзы с пластинкой (рис. 1) толщина воздушной прослойки значительно меньше длины волны. Поэтому разность хода между лучами, возникающими в этой точке, определяется лишь потерей полуволны при отражении от пластинки: . Следовательно, в центре интерференционной картины (рис. 2) наблюдается темное пятно. Оптическая разность хода в отражённом свете при интерференции в тонких плёнках в случае нормального падения света: (1) Условие минимума при интерференции: , (2) где -порядок интерференционного минимума, - показатель преломления воздуха, - толщина воздушного зазора, - длина волны света в вакууме. Приравниваем (1) и (2): (3) Из прямоугольного треугольника ODC (рис. 1) по теореме Пифагора: Учитывая, что , т.к. получаем: , (4) где - радиус кривизны линзы. Подставляя (4) в (3), получаем: . Учитывая, что диаметр кольца , а , получаем формулу для расчёта радиуса кривизны линзы: , (5) где - номер кольца, - диаметр - го тёмного кольца. Для более точного результата необходимо сделать измерения двух колец и по разности их диаметров получить рабочую формулу для определения радиуса кривизны линзы:
, (6) где и - номера колец. Из формулы (6) мы можем получить формулу для расчёта длины волны света по известному радиусу кривизны линзы:
. (7)
Описание экспериментальной установки
Установка для наблюдения колец Ньютона и проведения измерений (рис.3) представляет собой микроскоп 1. На предметный столик 2микроскопа помещена система: плоско-выпуклая линза с плоско- параллельной пластинкой в оправе 3. Свет от лампочки через линзу 4 параллельным пучком падает на монохроматический светофильтр 5 и полупрозрачную пластинку 6, расположенную под углом 45º к лучам падающего света. Отражённый от пластинки 6 свет падает на систему линза-пластинка, после отражения от которых свет попадает в объектив микроскопа. Интерференционная картина рассматривается через окуляр микроскопа 7. В поле зрения микроскопа наблюдатель будет видеть кольца Ньютона в увеличенном виде. Окуляр микроскопа снабжён окулярным микрометром (специальная шкала с перекрестием), с помощью которого измеряются радиусы (диаметры) колец Ньютона (рис. 2). Цена деления шкалы микрометра зависит от длины тубуса микроскопа 8 (таблица находится на рабочем столе). Перемещением тубуса 9 добиваются фокусировки микроскопа, т.е. резкого изображения колец Ньютона в фокальной плоскости окуляра. К лабораторной работе прилагается переводная таблица, в которой указано, какой линейной величине на объекте соответствует одно деление шкалы8 окулярного микрометра.
©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|