1. Используя средние значения <Dу>, <d´>, < l > из табл. 1 и 3, а также по значение F, приведенное в перечне данных к установке, рассчитать длину волны l света
.
2. По величине максимального числа Xmax наблюдаемых интерференционных полос установить mmax – максимальный порядок интерференции, соответствующий еще видимой светлой полосе. Записать величину степени монохроматичности света:
l/Dl ≈ mmax.
3. Используя полученную величину длины волны света <l>, оценить длину когерентности l ког:
l ког ≈ mmax·l.
4. Рассчитать время когерентности tког:
.
5. Сделать оценку величин радиуса и ширины когерентности:
rког» ,
hког = 2rког.
6. Используя значение ширины щели D, рассчитать максимальный порядок интерференционного максимума m'max, который можно наблюдать на экране:
.
Сравнить величину m'max с mmax (максимальный порядок наблюдаемой в эксперименте интерференционной полосы).
7. Рассчитать доверительную границу g относительной погрешности результата измерения длины волны света:
.
8. Систематическими погрешностями при определении <Dу>, <d´> и < l > можно пренебречь вследствие их малости, поэтому
,
,
,
где tp,n - коэффициент Стьюдента,
n - число измерений Dy, d´ и l.
9. Величина DF задается в таблице, прилагаемой к установке. Доверительная граница Dl абсолютной погрешности результата измерения l равна
Dl=g×<l >.
10. Полученный результат записать в виде:
l= <l > ± Dl, при доверительной вероятности P=0,95.
11. Написать вывод.
Контрольные вопросы к лабораторной работе №22
1. В чем заключается явление интерференции света?
2. Какие источники света являются когерентными?
3. Дайте определение оптической длине пути и разности фаз когерентных волн.
4. Запишите общее условие ослабления и усиления света при двухлучевой интерференции.
5. Что называется длиной и временем когерентности?
6. Как можно определить степень монохроматичности света?
7. Как определяют радиус и ширину когерентности?
8. В чем заключается метод расщепления волны, как на практике его можно реализовать?
9. Что представляет собой бипризма Френеля? Постройте ход световых лучей в опыте с бипризмой Френеля.
10. Что называется шириной интерференционной полосы и как она экспериментально определяется?
11. Как можно получить изображение мнимых источников света и определить расстояние между ними?
12. Описать распределение интенсивности света на экране с учетом дифракции. Назвать основные множители функции I распределения интенсивности.
13. Пояснить, как ширина щели D связана с максимальным порядком интерференционного максимума, который возможно наблюдать на экране.
14. Опишите кратко ход работы.
ЛИТЕРАТУРА
1. Иродов И.В. Волновые процессы. Основные законы: Учеб. пособие для вузов. М.: Лаборатория Базовых Знаний, 1999. С.81-100, С.147-150, С.217-218.
2. Курс физики: Учебник для вузов: В 2 т. Т.1./Под ред. В.Н. Лозовского. СПб.: Изд-во "Лань", 2000. С.490-500.
3. Трофимова Т.И. Курс физики: Учеб. пособие для вузов. 3-е изд., испр. Высш. шк., 1994. С.316-331.
4. Савельев И.В. Курс общей физики. Т.2. М.: Наука, 1982. С.347-374.
5. Определение длины световой волны с помощью бипризмы Френеля: Методические указания к лабораторной работе №22/ Ю.Г. Карпов, А.В. Михельсон. Екатеринбург: УГТУ–УПИ, 1995. 12с.
6. Лабораторные занятия по физике/ под ред. Л.Л. Гольдина. М.: Наука, 1983. 434 с.