Экспериментальная установка и методика измерений

С хема экспериментальной установки изображена на рис. 2.

Измерительная установка выполнена на основе микроскопа с осветителем. Грубая фокусировка получаемого изображения осуществляется винтом 1, более точная – винтом 2. Наблюдение интерференционной картины (колец Ньютона) осуществляется визуально «на отражение». Для этого оптическая система, состоящая из плосковыпуклой линзы и плоскопараллельная пластины в оправке 3, устанавливается на столик микроскопа таким образом, чтобы получаемая интерференционная картина в виде колец попала в поле зрения окуляра 4, в котором расположена подвижная сетка отсчётной шкалы, перемещаемая с помощью микрометрического винта 5. Для измерения диаметра получаемых интерференционных полос используется винтовой окулярный микрометр 6. Пучок параллельных лучей для освещения плосковыпуклой линзы формируется оптической системой, размещённой в осветителе 7, представляющей последовательно расположенные оптически связанные источник света 8 (лампа накаливания), конденсор 9, светофильтр 10. Получаемый монохроматический пучок параллельных лучей падает на полупрозрачное зеркало 11, расположенное под углом 45º с вертикалью, отражается в направлении оптической системы 3. Параллельный пучок света падает нормально на плоскую поверхность линзы и частично отражается от верхней и нижней поверхности воздушного промежутка между линзой и пластиной. Отражённые от оптической системы 3 пучки света попадают в размещённый в револьверной головке 12 объектив 13. Регулировочные винты 14, расположены по обе стороны микроскопа. По обе стороны столика микроскопа прикреплены рукоятки 15 (четыре штуки). С помощью регулировочных винтов 14 и рукояток 15 осуществляется центровка интерференционной картины, наблюдаемой визуально в виде монохроматических колец в поле зрения окуляра 4. Размеры колец определяются с помощью делений окулярной шкалы. Полный оборот винта 5 соответствует перемещению перекрестия на одно деление окулярной шкалы. Цена наименьшего деления на отсчётном барабанчике винта составляет 0,01 цены деления окулярной шкалы ( на отсчётном барабанчике 100 делений).

Порядок выполнения работы

1. Включите микроскоп через понижающий трансформатор в сеть.

2. Включите осветитель.

3 . На пути лучей от лампы накаливания осветителя установите красный светофильтр. Длину волны света, пропускаемого фильтром КС-15, принять равной 720 нм, светофильтром КС-13, – 685 нм.

4. На столик микроскопа поместите оправку 3 с линзой и пластинкой. Сфокусируйте микроскоп на поверхности пластинки и добейтесь четких изображений колец. Грубая фокусировка осуществляется плавным вращением винта 4, а тонкая фокусировка – вращением винта 5.

5. С помощью микрометрического винта 16 установите параллельные риски на делении «четыре» окулярной шкалы. Затем с помощью винтов 13 и рукояток 14 предметного столика установите интерференционную картину так, чтобы ее середина совпала с центром перекрестия.

6. С помощью микрометрического винта 16 установите перекрестие окулярной шкалы на левый край 5-го темного кольца. Пользуясь неподвижной отсчетной шкалой и шкалой на барабанчике микрометрического винта 16, определите координату N_k левого края пятого кольца. С помощью микрометрического винта 16 установите перекрестие на левый край второго темного кольца и произведите отсчет N_k. Пройдя центр интерференционной картины и продолжая перемещать перекрестие вправо, определите последовательно координаты правых краёв второго N_k и пятого N_k колец от центра. Эту серию измерений повторите три раза. Результаты измерений по п. 6 занесите в табл. 1.

7. Замените красный светофильтр на зеленый. Проведите измерения, как в п. 6 для зеленого светофильтра. Результаты измерений занесите в табл. 2.

8. Рукой поверните на столике микроскопа оправку с линзой и пластинкой на 90. Добейтесь появления интерференционной картины в поле зрения микроскопа. Повторите все действия по пунктам 5 и 6. Результаты измерений занесите в табл. 3.

9. Сменив красный светофильтр на зелёный, повторите измерения; полученные результаты занесите в табл.4

Таблица 1

Красный светофильтр  …
До поворота оправки
№ кольца	Отсчет с левой стороны кольца			Отсчет с правой стороны кольца
	№ п/п	Nk	NkСР	№ п/п	Nk	NkСР
2	1			1
	2			2
	3			3
5	1			1
	2			2
	3			3

Таблица 2

Зелёный светофильтр  …
До поворота оправки
№ кольца	Отсчет с левой стороны кольца			Отсчет с правой стороны кольца
	№ п/п	Nk	NkСР	№ п/п	Nk	NkСР
2	1			1
	2			2
	3			3
5	1			1
	2			2
	3			3

Таблица 3

Красный светофильтр  …
После поворота оправки
№ кольца	Отсчет с левой стороны кольца			Отсчет с правой стороны кольца
	№ п/п	Nk	NkСР	№ п/п	Nk	NkСР
2	1			1
	2			2
	3			3
5	1			1
	2			2
	3			3

Таблица 4

Зелёный светофильтр  …
После поворота оправки
№ кольца	Отсчет с левой стороны кольца			Отсчет с правой стороны кольца
	№ п/п	Nk	NkСР	№ п/п	Nk	NkСР
2	1			1
	2			2
	3			3
5	1			1
	2			2
	3			3