Порядок виконання роботи Вправа 1. Вимірювання радіуса кілець Ньютона в поділках окулярної шкали.

1. Встановити під освітлювач мікроскопу світлофільтр.

2. Розмістити на предметному столику мікроскопа лінзу на скляній пластинці.

3. Включити освітлювач мікроскопа.

4. Повертаючи оправу окуляра, досягти різкого зображення окулярної шкали.

5. Переміщуючи лінзу, змінюючи збільшення мікроскопа та фокусуючи зображення кілець, досягти різкого зображення кілець Ньютона у зручному для вимірювань масштабі. Окулярна шкала при цьому повинна бути розташована вздовж діаметра кілець.

6. Виміряти координати точок перетину п’яти-семи темних кілець з окулярною шкалою.

7. О бчислити радіуси кілець у поділках окулярної шкали за формулою

, наприклад, для третього темного кільця на рис.4 .

Вправа 2. Визначення ціни поділки окулярної шкали.

Для вимірювання розмірів маленьких об’єктів окуляр мікроскопа має шкалу. Перед проведенням вимірювань треба визначити ціну поділки окулярної шкали. Для цього на предметному столику мікроскопа розміщають масштабну шкалу, поділка якої дорівнює точно одному міліметру. Дивлячись в окуляр мікроскопа, суміщають поділки масштабної та окулярної шкал, як показано на рис. 5. Для збільшення точності використовують декілька поділок або клітинок масштабної шкали (на рис. 5. дві клітинки). Далі з пропорції знаходять ціну поділки окулярної шкали, наприклад:

У наведеному прикладі ціна поділки окулярної шкали дорівнює 0,04 мм. Тепер, використовуючи відому ціну поділки окулярної шкали, можна вимірювати лінійні розміри малих об’єктів.

Слід зауважити, що ціна поділки окулярної шкали залежить від збільшення мікроскопа, тому визначати ціну поділки треба при тому ж збільшенні, при якому спостерігалися кільця Ньютона.

Далі слід:

1. Визначити ціну поділки окулярної шкали три рази.

2. Знайти середнє значення .

3. Обчислити похибку за формулою

Вправа 3. Обчислення радіуса кривизни лінзи.

Починати розрахунки треба з аналізу ступеня деформації лінзи.

Для цього необхідно побудувати графік залежності квадратів радіусів кілець від їх номерів . З теорії випливає, що це буде пряма лінія. Проводити пряму краще методом найменших квадратів або за допомогою програми Advanced Grapher (наприклад, Agrapher 2.08).

У найпростішому варіанті можна використати прозору лінійку. Лінію слід проводити так, щоб відхилення експериментальних точок від прямої було мінімальним. Якщо графік пройде через початок координат, то розрахунки можна проводити за формулою (2), якщо ж лінія помітно відхиляється від початку координат, то необхідно використовувати формулу (4).

Далі слід:

1. Розрахувати радіус кривизни лінзи три рази та знайти середнє значення .

2. Обчислити похибку радіуса кривизни лінзи (для одного із значень). Якщо розрахунки радіуса кривизни лінзи проводились за формулою (4), то оцінювати похибку слід за формулою

,

яку легко привести до вигляду

,

де – спектральний інтервал, який пропускає світлофільтр ( 100 Å).

Контрольні запитання

1. Покажіть, які лучи інтерферують у відбитому та прохідному світлі.

2. Чим відрізняються кільця Ньютона у відбитому та прохідному світлі?

3. Якими будуть кільця Ньютона при освітленні білим світлом?

4. Як зміниться вигляд кілець, якщо простір між лінзою та пластинкою заповнити водою?

5. Чим може бути спричинене викривлення кілець?

6. Чому інтерференція спостерігається лише у тонких плівках?

7. Вивести формули (2) та (4).

Література: [1, 4, 7].

Лабораторна робота № 6

ВИЗНАЧЕННЯ ПОКАЗНИКА ЗАЛОМЛЕННЯ СКЛА

ІНТЕРФЕРЕНЦІЙНИМ МЕТОДОМ ПАРАЛЕЛЬНОГО ХОДУ

ПРОМЕНІВ

Мета роботи: Визначити показник заломлення скла інтерференційним методом паралельного ходу променів.

Прилади і матеріали :

1. Лазер типу ЛГ – 72.

2. Екран з короткофокусною лінзою.

3. Плоскопаралельна скляна пластинка.