Обработка результатов наблюдения

1. По известной длине волны светодиода по формуле(22), рассчитать радиус кривизны линзы.
2. Оценить погрешность измерений.

 

Для получения зачета необходимо:

1. Уметь демонстрировать с помощью школьной оптической скамьи интерференционную картину с помощью бипризмы Френеля и кольца Ньютона в отраженном и проходящем свете.

2. Получать полосы равного наклона от толстой плоскопараллельной пластинки при освещении ее лазерным излучением.

3. Представить отчет о выполненной работе.

4. Уметь отвечать на вопросы:

1. От чего зависит контрастность и четкость интерференционной картины?

2. От чего зависит ширина интерференционной полосы в опыте с бипризмой Френеля?

3. Чем и почему отличаются интерференционные картины при использовании обычных источников излучения и лазеров?

4. Как изменится интерференционная картина ”Кольца Ньютона”, если зазор заполнить водой?

5. Как зависит радиус колец Ньютона от интерференционного порядка кольца?

6. Как и почему различаются “Кольца Ньютона” в отраженном и проходящем свете?

 

Тесты для допуска к выполнению работы

Тест 1

От чего и как в опыте Юнга зависят: (1) качество интерференционной картины, (2) ширина интерференционной полосы, (3) координаты интерференционных полос?

Выберите правильный ответ:

От расстояния между щелями, играющими роль когерентных источников света:

1. С уменьшением этого расстояния – увеличивается;

2. С уменьшением этого расстояния – уменьшается.

От расстояния между одинарной и двойной щелью:

3. С увеличением этого расстояния – возрастает;

4. С уменьшением этого расстояния – возрастает.

От ширины первой щели:

5. С увеличением ширины щели ухудшается;

6. С уменьшением ширины щели ухудшается.

От расстояния между двойной щелью и экраном:

7. С уменьшением этого расстояния – увеличивается;

8. С увеличением этого расстояния – увеличивается.

От длины волны λ:

9. С увеличением λ – увеличивается;

10. С уменьшением λ – увеличивается.

От порядка интерференции k:

11. С ростом k – уменьшается;

12. С ростом k – увеличивается.

От степени монохроматичности излучения:

13. С увеличением степени монохроматичности – улучшается;

14. С увеличением степени монохроматичности – ухудшается.

15. Правильного ответа нет.

Как в настоящей работе в опыте с бипризмой Френеля определяются: (4) ширина интерференционной полосы, (5) расстояние между когерентными источниками, (6) расстояние от когерентных источников до интерференционной картины, (7) длина волны излучения, (8) фокусное расстояние линзы.

Выберите правильный ответ:

1. Известны из методических указаний.

2. Измеряются миллиметровой линейкой.

3. Измеряется с помощью оптического микрометра.

4. Измеряется с помощью коллиматора.

5. Подсчитывается по формуле на основании результатов прямых измерений соответствующих величин.

6. Измеряется по методу Аббе.

7. Правильного ответа нет.

 

Тест 2

Изменится ли, как и почему изменится интерференционная картина в опыте Юнга, если

(1) увеличить расстояние между щелями, играющими роль когерентных источников света,

(2) отодвинуть экран от источника света, (3) увеличить степень монохроматичности излучения, (4) зеленый фильтр заменить красным, (5) увеличить ширину первой щели?

Составить ответ из двух частей, используя предложенные ниже варианты.

А) Интерференционная картина расширится,		а) Уменьшается пространственная когерентность излучения.
Б) Интерференционная картина сожмется,		б) Увеличивается длина цуга волн, значение которой определяет предельную оптическую разность хода интерферирующих лучей.
В) Уменьшится количество наблюдаемых порядков интерференции, интерференционная картина может полностью исчезнуть,	так как	в) уменьшится ширина интерференционной полосы.
Г) Увеличится количество наблюдаемых порядков интерференции,		г) не зависит от рассматриваемых выше условий.
Д) Интерференционная картина не изменится,		д) увеличивается ширина интерференционной полосы.

 

В задании к опыту «Кольца Ньютона» используется формула: . Что в этой формуле обозначено буквами

(6) D_m и D_k, (7) R, (8) (k-m)?

Выберите правильный ответ:

1. Радиус колец Ньютона.

2. Радиус кривизны линзы.

3. Диаметр колец Ньютона.

4. Диаметр соответствующего кольца Ньютона и линзы.

5. Число колец Ньютона.

6. Правильного ответа нет.

От чего зависят (9) контрастность и (10) яркость интерференционной картины?

Выберите правильный ответ:

1. От степени монохроматичности излучения.

2. От яркости источника света.

3. От соотношения интенсивности интерферирующих лучей.

4. От степени пространственной когерентности излучения.

5. Правильного ответа нет.

Тест 3

С какой целью в настоящей работе выполняются опыты:

(1) Поля, (2) «кольца Ньютона», (3) с бипризмой Френеля, (4) Юнга?

Выберите правильный ответ:

1. Научиться демонстрировать явление интерференции света учащимся.
2. Измерить длину волны света.
3. Измерить радиус кривизны линзы.
4. Убедиться в большой пространственной когерентности лазерного излучения.
5. Выявить различия интерференционной картины в отраженном и проходящем свете.
6. Оценить степень монохроматичности и длину цуга излучения.
7. Научиться определять оптическую разность хода интерферирующих лучей и порядок интерференции.
8. Правильного ответа нет.

От чего зависят в опыте с бипризмой Френеля (5) расстояние между когерентными источниками, (6) ширина интерференционной полосы?

Выберите правильный ответ.

От преломляющего угла бипризмы.

1. От точности измерения преломляющего угла бипризмы.
2. От расстояния между щелью и бипризмой.
3. От точности измерения расстояния между щелью и бипризмой.
4. От показателя преломления вещества бипризмы.
5. От расстояния между щелью и экраном.
6. От точности измерения расстояния между щелью и экраном.
7. От ширины щели.
8. От точности измерения ширины щели.
9. От степени монохроматичности излучения.
10. От степени параллельности щели преломляющему ребру бипризмы.
11. От качества интерференционной картины.
12. От качества изображения когерентных источников света.
13. От длины волны излучения.
14. От точности оптического микрометра.
15. Правильного ответа нет.

Предельный порядок интерференции можно определить из соотношений:

. Что в приведенных формулах означает (7) , (8) l?

Выберите правильный ответ.

1. Предельную разность хода, начиная с которой при наличии достаточной пространственной когерентности исчезает интерференционная картина.

2. Спектральную ширину излучения.

3. Степень монохроматичности излучения.

4. Длину цуга или длину когерентности излучения.

5. Правильного ответа нет.

 

Тест 5

Рабочая формула к опыту с бипризмой Френеля имеет вид: . Что в этой формуле обозначает

(1) z, (2) d`, (3) f, (4) x₁, (5) L, (6) ?

Выберите правильный ответ:

1. Расстояние от щели до экрана.

2.  Расстояние между когерентными источниками.

3. Расстояние между изображениями когерентных источников.

1. Расстояние от бипризмы до экрана.
2. Фокусное расстояние линзы.
3. Расстояние от линзы до даваемого ей изображения.
4. Суммарная ширина нескольких интерференционных полос.
5. Количество интерференционных полос.
6. Ширина интерференционной полосы.
7. Расстояние от линзы до предмета.
8. Расстояние от щели до бипризмы.
9. Правильного ответа нет.

От чего в опыте «кольца Ньютона» зависят (7) радиусы интерференционных колец, (8) количество интерференционных колец?

Выберите правильный ответ:

1. От степени монохроматичности излучения.

2. От яркости источника.

3. От соотношения интенсивности интерферирующих лучей.

4. От степени прижатости линзы к пластине.

5. От показателя преломления среды, заполняющего зазор между поверхностями линзы и пластины.

6. От радиуса кривизны линзы.

7. Правильного ответа нет.

 

 

РАБОТА 10

ИНТЕРФЕРОМЕТРЫ

Цель работы: Познакомиться с некоторыми примерами применения явления интерференции света на практике: с определением по положению или смещению интерференционных полос длины волны излучения, показателей преломления и их зависимости от параметров среды (например, зависимости показателя преломления газа от давления), микроскопических неровностей поверхности, малых линейных размеров, малых перемещений, деформаций и т. д.

Измерительные приборы, в основе действия которых лежит явление интерференции, называются интерферометрами. Наиболее распространены интерферометры Майкельсона. Линника, Маха–Цендера, Фабри-Перо.