Изучение явлений интерференции

Лабораторная работа по физике

ИЗУЧЕНИЕ ЯВЛЕНИЙ ИНТЕРФЕРЕНЦИИ

Краткая теория работы

Интерференция света

Интерференция – это результат наложения двух когерентных световых волн. В результате чего в одних местах появляются минимумы, а в других – максимумы.

Согласованное протекание во времени и пространстве нескольких колебательных или волновых процессов называется когерентностью.

Когерентности удовлетворяют монохроматические волны – неограниченные в пространстве волны одной определенной и строго постоянной частоты.

Геометрической разностью хода Δl называется разность расстояний, которые проходят лучи до данной точки от двух разных источников.

Оптической разностью хода  - это произведение показателя преломления в той среде, где движется луч с геометрической разностью хода.

Опыт Юнга

Пусть имеется два когерентных источника S1 и S2 (в виде узких щелей) расположенных на расстоянии D от экрана.

Зная D и λ рассчитаем расстояния между соседними максимумами:

Если , то . Тогда .

Для двух соседних максимумов разность хода должна быть равна четному числу полуволн. Расстояние между двумя соседними максимумами называется шириной интерференционной полосы .

Кольца Ньютона

Кольца Ньютона – это один из вариантов «полос равной толщены».

 – Радиус кольца.

Если наблюдение проводится в отраженном виде, то

Выразим толщину h через радиус кривизны линзы:

Из AOB

При nвозд = 1: ;

Максимумам интерференции в отраженном свете соответствуют минимумы в проходящем, и наоборот.

Исходные данные

L = 4(м); λкр = 700(нм); λзел = 550(нм); λсин = 450 (нм);

Таблица результатов измерений

Подробный расчет всех необходимых величин

Опыт Юнга

По таблице 1 построим график зависимости ширины полос Δl от угла схождения лучей на экране Ψ:

Определим длину волны через угол наклона соответствующей прямой к оси абсцисс:

Кольца Ньютона

По таблице 2 построим график зависимости квадрата радиуса темного кольца r к радиусу кривизны поверхности линзы R:

Определим длину волны через угол наклона соответствующей прямой к оси абсцисс:

Выводы по работе

Рассчитаны длины волн в опыте Юнга и кольцах Ньютона.