Порядок виконання роботи

1. Виміряти мікрометром справжню товщину скляної пластинки Н в тому місці, де нанесені штрихи.

2. Визначити товщину h, яку видно в мікроскоп. Для цього пластинку покласти на столик мікроскопа під об’єктив так, щоб обидва штрихи перетинали оптичну вісь мікроскопа. Рухаючи тубус, добитися чіткого зображення верхнього штриха і записати відлік мікрометричного гвинта, вважаючи його за нульовий. Далі опустити тубус мікроскопа до одержання чіткого зображення нижнього штриха. Новий відлік мікрометричного гвинта дає величину h.

3. Обчислити показник заломлення скла за формулою (12).

4. Вимірювання провести тричі. Знайти середнє значення n та похибку вимірювання. Дані занести в таблицю 1.

Таблиця 1.

№ п/п	Н, (мм)	h, (мм)	n	Δn	n=nсер±Δnсер
1
2
3
Сер.

Контрольні запитання

1. Рівняння плоскої електромагнітної хвилі.

2. Фазова швидкість поширення.

3. Швидкість поширення світла в вакуумі.

4. Швидкість поширення світла в середовищі.

5. Закон відбивання світла.

6. Закон заломлення світла.

7. Абсолютний показник заломлення.

8. Відносний показник заломлення.

9. Закон повного відбивання.

10. Робоча формула для визначення показника заломлення скла.

Лабораторна робота №52 визначення довжини світлової хвилі за допомогою біпризми

МЕТА РОБОТИ:	визначити довжини хвиль, які проходять через світлофільтри.
ОБЛАДНАННЯ:	біпризма Френеля, оптична лава, розсувна щілина, оптичний мікроскоп, світлові фільтри, масштабна лінійка.

Теоретичні відомості

Явище інтерференції полягає в накладанні двох хвиль, в результаті чого коливання в хвилях підсилюються або послаблюються в залежності від їх різниці фаз. Підсилення або послаблення є стійким, якщо хвилі мають однакову частоту ( ) і постійну різницю фаз на всьому шляху поширення ( ). Такі хвилі називаються когерентними. Хвилі, які випромінюються двома різними джерелами світла, некогерентні, бо атоми джерел випромінюють хвилі незалежно один від одного і різниця фаз хвиль, які накладаються, постійно змінюється. В результаті в області накладання хвиль, підсилення змінюється послабленням з частотою випромінювання хвиль і ми спостерігаємо деяку середню освітленість.

Для одержання когерентних хвиль Френель запропонував перед джерелом світла (рис.1), ставити біпризму з кутом В близьким до 180⁰. При проходженні через біпризму світло розділяється на два пучки, хвилі в яких когерентні, бо йдуть від одного джерела. Хвилі перекриваються в області М і дають чітку інтерференційну картину в вигляді темних та світлих смуг, паралельних до ребра призми.

П ромені, заломлені гранню AB дають уявне зображення джерела S^, а промені заломлені гранню ВС, дають уявне зображення S^. Ці зображення можна розглядати, як два когерентні джерела. Екран Е розміщений на відстані l (рис.2) від уявних джерел світла S^ і S^, яка набагато більша від їх взаємної віддалі  . В точку М екрану хвилі від джерела приходять з деякою різницею ходу .

З рисунка 2 видно, що , .

Тоді . Виконаємо перетворення:

(по скільки ).

Отже . Звідки різниця ходу хвиль:

. (1)

В тих місцях на екрані, де ( ), амплітуда коливань подвоюється і інтенсивність світла зростає. В точках, де , хвилі приходять в протилежній фазі і повністю гасять одна одну. В результаті на екрані виникає система світлих і темних смуг, які називають максимуми і мінімуми інтерференції. Для к-го максимуму , рахуючи від центрального, різниця ходу хвиль = .

Підставивши  в рівняння () , одержимо:

, (2)

Звідки координата цього максимуму .

Відношення визначає ширину інтерференційної смуги,

.

Отже, смуги мають достатню для спостереження ширину лише при умові .

Визначимо віддаль між уявними джерелами і . Кут заломлення променів при проходженні через тонку призму ; - показник заломлення для даної довжини хвилі, - кут при вершині призми . З рис. 1 . Оскільки кут  малий (бо малий кут , а  , то . Тоді:

і . (3)

Підставивши рівняння (3) в (2), одержимо формулу для довжини хвилі:

. (4)

Схема установки для визначення довжини хвилі за допомогою біпризми Френеля зображена на рис.3.

S

S₁

₁- електрична лампочка. К- конденсор, який проектує світлий потік на щілину. S-щілина, що відіграє роль джерела світла, уявні зображення якого i к огерентні. П-біпризма. М-мікроскоп, за допомогою якого спостерігають інтерференцію, С-світлофільтр, що пропускає хвилі, довжини яких лежать у вузькому спектральному інтервалі -+d.