Порядок выполнения работы.

Описание установки.

Установка, используемая в данной работе, схематически изображена на рис.1. Свет от источника S, пройдя через конденсорную линзу К и светофильтр G, в виде пучка параллельных лучей попадает на полупрозрачную пластинку N, расположенную под углом 45° к направлению светового потока. Отражаясь от пластинки, свет падает на линзу L, лежащую выпуклой стороной на гладкой стеклянной пластинке P. Кольца Ньютона наблюдаются с помощью микроскопа В. Измерение радиусов колец производится окуляром-микрометром M, оптическое изображение шкалы которого накладывается на картину колец Ньютона.

Порядок выполнения работы.

1. Разобраться в устройстве микроскопа.

2. Включить в сеть осветитель микроскопа.

3. Найти кольца Ньютона в поле зрения микроскопа. Для этого следует очень медленно поднимать тубус микроскопа, непрерывно наблюдая в окуляр поле зрения.

4. При появлении колец в поле зрения с помощью винтов на предметном столике микроскопа привести центр колец в центр поля зрения.

5. Измерить расстояние между темными кольцами с помощью окуляр-микрометра, неподвижная шкала которого с ценой деления 1 мм наблюдается в поле зрения микроскопа.

Кроме неподвижной шкалы в поле зрения находятся подвижной перекрестие и двойная черта, которые перемещаются по полю зрения при вращении барабана окуляра-микрометра (см. рис.2). Одно деление неподвижной шкалы равно 100 делениям шкалы барабана окуляра-микрометра. Для измерения надо поставить подвижное перекрестие на первое темное кольцо. Предположим, что подвижная двойная черта при этом установилась между цифрами 3 и 4, а указатель на барабане микрометрического винта стоит против деления 65. Это значит, что точка первого темного кольца, отмеченная перекрестием, находится на делении 3,65 окуляра-микрометра. Затем центр перекрестия надо поставить на второе темное кольцо и снова производим подобный отсчет. Пусть новый отсчет дает число 4,27.

Шкала окуляра-микрометра лежит в одной плоскости с действительным изображением колец Ньютона, получающимся при прохождении лучей через объектив микроскопа. Увеличение, даваемое объективом микроскопа, равно 9,5. Для получения расстояния между кольцами (в мм) следует из второго отсчета вычесть первый и результат поделить на 9.5: = 0,065 мм

6. Такие же отсчеты провести для 3, 4 и 5-го колец.

7. Результаты измерений и вычислений занести в таблицу.

Номер кольца k	Отсчет по шкале окуляра-микрометра	, мм	R, мм	<R>, мм	DR, мм	<DR>, мм
	4,57
	5,44
	6,13
	6,64
	7,12

Относительную погрешность вычислить по формуле , где – среднее значение модулей отклонений .

В лабораторной работе радиусы колец находятся неточно из-за неопределенного положения центра колец, поэтому, чтобы исключить эту неточность, необходимо использовать разность радиусов соседних колец, что приводит к формуле:

В данной работе используется красный или зеленый светофильтр, который пропускает свет с длиной волны l_к = 0,7 мкм или l_з = 0,52 мкм

Контрольные вопросы

1. Что такое интерференция волн?

2. Какие волны называются когерентными?

3. Как сформулировать условия минимума и максимума амплитуды при интерференции двух волн?

4. Показать ход лучей и записать разность ходя при возникновении интерференционных полос равной толщины и равного наклона.

5. Вывести формулу (2) из формулы (1).

6. Как возникают кольца Ньютона? Показать ход лучей.

7. Вывести формулы для радиусов колец Ньютона в отраженном свете (7) и (8).

8. Вывести формулы для радиусов колец Ньютона в проходящем свете. Сравнить результат с формулами (7) и (8). Чем отличается интерференционная картина в отраженном и проходящем свете?

9. Что произойдет с радиусом колец Ньютона, если пространство между линзой и пластинкой заполнить водой?

10. Что наблюдается (минимум или максимум) в центре колец Ньютона в отраженном и в проходящем свете? Объяснить.

11. Изменится ли вывод формул (7) и (8), если пространство между линзой и пластинкой заполнить жидкостью с большим, чем у стекла показателем преломления?

Литература

Савельев И.В. Курс физики. т.3, Наука, 1989.