Описание установки
Д
ля
измерения радиуса колец в работе
используется микроскоп. На объективе
микроскопа с помощью хомутика В под
углом 45о к оси микроскопа укреплена
тонкая прозрачная стеклянная пластинка
С (Рис. 5).
Лучи от источника света, отраженные этой пластинкой, направляются вертикально вниз на систему линза – пластинка ЛП, закрепленную на столике микроскопа. Источником света служит натриевая лампа, дающая монохроматический свет.
Для измерения радиуса колец Ньютона, микроскоп снабжен окуляром со шкалой. Наименьшее деление окулярной шкалы микроскопа равно 0,1 мм, тогда, с учетом увеличения микроскопа при вдвинутом тубусе, радиус кольца в миллиметрах выразится следующим образом:
(7)
Порядок выполнения работы
Начертите таблицу, в которую будете заносить результаты измерений. Перед таблицей запишите радиус кривизны линзы. Его значение указано на установке.
Для наблюдения колец Ньютона установите с помощью кремальерного винта объектив микроскопа так, чтобы нижний край стеклянной пластинки С (см. Рис. 5) был на расстоянии 1 – 2 мм от поверхности линзы. Затем медленно вращая кремальерный винт поднимайте тубус до тех пор, пока в поле зрения не будут видны чередующиеся темные и светлые кольца. С помощью винтов столика микроскопа перемещайте оправу с линзой таким образом, чтобы темное пятно – место соприкосновения линзы и пластинки (центр колец) – расположилось в поле зрения микроскопа. Осторожным поворотом микрометрического винта добейтесь наиболее отчетливого изображения колец.
По шкале окуляра определите диаметры не менее, чем восьми темных колец, начиная с третьего кольца. Измерения занесите в заранее заготовленную таблицу. Поверните окуляр со шкалой на 900 и проделайте аналогичные измерения, записывая результаты в таблицу.
Радиус кривизны линзы R= Таблица
k |
d1 |
d2 |
|
r (в делениях) |
r (в мм) |
3 4 … |
|
|
|
|
|
По двум измеренным диаметрам каждого кольца d1 и d2 вычислите средний диаметр и его радиус r в делениях окулярной шкалы, и затем по формуле (7) выразите его в миллиметрах. Результаты занесите в таблицу.
Изобразите результаты в виде точек на графике, по оси абсцисс которого отложите номера k колец, а по оси ординат квадраты их радиусов rk2.
Если все измерения были проделаны аккуратно, то точки графика должны расположиться вдоль прямой линии. Проведите на графике эту линию так, чтобы она проходила как можно ближе к точкам, изображающим ваши результаты.
Определите угловой коэффициент наклона графика, по нему длину световой волны.
Контрольные вопросы
Объясните, почему интерференционная картина имеет вид чередующихся темных и светлых колец? Чем определяются радиусы этих колец?
Почему в центре интерференционной картины обычно наблюдается темное пятно? При каких условиях центральное пятно оказывается светлым?
Как изменится интерференционная картина, если вместо стеклянной пластины поместить зеркало?
Увидите ли вы кольца Ньютона, если будете разглядывать место контакта линзы с пластинкой просто на дневном свету?
Почему в опыте с кольцами Ньютона размеры источника света не играют особой роли, хотя в большинстве интерференционных опытов размеры источника должны быть весьма малыми?