ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 26.01.2021
Просмотров: 461
Скачиваний: 1
11
скопа
почти
до
поверхности
линзы
(
контролируя
сбоку
),
оставив
зазор
приблизительно
5
мм
,
и
в
дальнейшем
только
поднимать
тубус
,
т
.
к
.
при
опускании
можно
раздавить
объектив
микроскопа
и
линзу
.
3.
Плавно
поднимая
тубус
,
следить
в
окуляр
за
световым
полем
.
При
фокусировании
объектива
на
какую
-
либо
поверхность
в
поле
зрения
должны
мелькнуть
царапинки
.
Для
наблюдения
колец
Ньютона
надо
настроиться
на
вторую
такую
поверхность
и
,
перемещая
столик
регулировочными
винтами
в
горизонтальном
направлении
,
найти
изображения
колец
.
4.
Поставить
светофильтр
(
выбор
светофильтра
по
указанию
пре
-
подавателя
)
в
гнездо
осветителя
и
определить
число
наблюдаемых
тём
-
ных
колец
N
(
помимо
центрального
пятна
).
Перемещая
перекрестие
оку
-
лярного
микрометра
убедиться
,
что
оно
перемещается
по
диаметрам
ин
-
терференционных
колец
.
Если
это
не
так
,
то
поправить
пластинку
с
лин
-
зой
.
5.
Пользуясь
окулярным
микрометром
с
ценой
деления
0,0008
мм
,
измерить
диаметры
тёмных
интерференционных
колец
(
а
не
радиусы
,
т
.
к
.
середину
интерференционной
картины
точно
определить
трудно
).
Удобно
придерживаться
следующей
схемы
измерений
:
а
)
составить
таблицу
измерения
диаметров
колец
№
кольца
7
6
5
4
3
2
1
Левый
край
Правый
край
Диаметр
б
)
Навести
перекрестие
окулярного
микрометра
на
левый
край
7-
го
тёмного
интерференционного
кольца
(
см
.
рис
. 3).
Записать
показание
по
барабану
микрометра
в
соответствующую
клетку
таблицы
.
Перемещая
пе
-
рекрестие
(
по
стрелке
на
рис
. 3)
заносите
в
таблицу
соответствующие
ко
-
ординаты
левых
сторон
6-
го
, 5-
го
, …, 1-
го
колец
.
Затем
,
продолжая
пере
-
мещать
перекрестие
,
перейти
через
центральное
интерференционное
пятно
на
правые
стороны
колец
и
записывать
их
координаты
уже
в
третью
стро
-
ку
таблицы
.
Диаметр
каждого
из
колец
можно
теперь
найти
как
разность
12
координат
правой
и
левой
сторон
кольца
.
Полученные
значения
диаметров
записываются
в
четвёртую
строку
таблицы
.
в
)
Необходимо
провести
измерения
диаметров
по
двум
взаимно
пер
-
пендикулярным
направлениям
1
m
d
и
2
m
d
(
т
.
к
.
интерференционные
полосы
в
данной
работе
могут
иметь
некоторую
эллиптичность
)
и
затем
вычис
-
лить
среднее
значение
радиуса
каждого
интерференционного
кольца
1
2
(
) / 4.
m
m
m
r
d
d
=
+
6.
Построить
график
зависимости
2
m
r
от
номера
кольца
m
(
централь
-
ное
пятно
не
считать
).
Как
следует
из
(5),
эта
зависимость
должна
иметь
линейный
характер
Y
A Bm
= +
,
где
2
,
2
,
.
Y r
A
aR B R
l
=
=
=
(6)
7.
Рассчитать
по
методу
наименьших
квадратов
коэффициенты
A
и
B
за
-
висимости
(6)
и
их
погрешности
.
Вычислить
значения
l
и
a
по
формулам
(6).
8.
Если
0,
a
»
то
максимальный
порядок
интерференции
совпадает
с
числом
наблюдаемых
колец
N
(
определяется
в
пункте
4).
Если
0
a
¹
,
то
истинный
максимальный
порядок
интерференции
max
2 / .
m
N
a
l
=
+
Оценить
ширину
спектрального
интервала
излучения
,
пропускаемо
-
го
светофильтром
max
/
.
m
l l
D =
Рис
. 3
Контрольные
вопросы
1.
Полосы
равной
толщины
(
вывод
формулы
для
разности
хода
ин
-
терферирующих
лучей
;
локализация
полос
равной
толщины
;
влияние
раз
-
меров
и
немонохроматичности
источника
на
видимость
интерференцион
-
ной
картины
).
13
2.
Кольца
Ньютона
как
пример
полос
равной
толщины
.
Ход
лучей
,
вывод
формулы
(5).
Литература
: [1] § 5.6, [2] § 262.
Лабораторная
работа
№
17
СПЕКТРОСКОПИЧЕСКОЕ
ИССЛЕДОВАНИЕ
ЯВЛЕНИЯ
ХРОМАТИЧЕСКОЙ
ПОЛЯРИЗАЦИИ
СВЕТА
При
падении
монохроматического
линейно
-
поляризованного
излу
-
чения
на
плоскопараллельную
пластинку
d
одноосного
кристалла
,
выре
-
занную
параллельно
оптической
оси
,
луч
разлагается
на
две
волны
(
обык
-
новенную
и
необыкновенную
),
поляризованные
параллельно
и
перпенди
-
кулярно
оптической
оси
кристалла
.
Эти
волны
распространяются
в
пластинке
по
одному
направлению
,
но
с
разными
скоростями
,
поэтому
на
выходе
из
пластинки
они
приобре
-
тают
разность
фаз
:
d
= 2
p
d · (n
e
– n
o
)/
l
,
(1)
где
d
–
толщина
пластинки
,
l
–
длина
волны
света
в
вакууме
,
n
o
и
n
e
–
пока
-
затели
преломления
обыкновенной
и
необыкновенной
волны
.
Непосредственно
интерферировать
эти
волны
не
могут
,
т
.
к
.
поляри
-
зованы
во
взаимно
перпендикулярных
плоскостях
.
Однако
,
если
далее
пропустить
их
через
анализатор
,
то
он
выделит
из
обеих
когерентных
волн
способные
интерферировать
колебания
одного
направления
.
Схема
на
-
блюдения
интерференции
в
параллельных
лучах
приведена
на
рис
. 1.
Для
количественного
расчёта
результата
интерференции
обратимся
к
рисунку
2.
14
Свет
распространяется
перпендикулярно
плоскости
рисунка
. OP
и
OA
–
направления
колебаний
,
пропускаемых
поляризатором
и
анализато
-
ром
,
OO'
–
след
плоскости
главного
сечения
кристаллической
пластинки
d.
OB'
–
след
плоскости
,
перпендикулярной
плоскости
главного
сечения
.
a
–
угол
между
плоскостью
поляризатора
и
оптической
осью
кристалла
.
b
–
угол
между
плоскостями
поляризатора
и
анализатора
.
Амплитуду
световой
волны
,
вышедшей
из
поляризатора
,
обозначим
E
o
.
Тогда
амплитуды
необыкновенного
(
E
o
)
e
и
обыкновенного
(
E
o
)
o
лучей
,
возникающих
в
кристаллической
пластинке
,
будут
равны
:
(
E
o
)
e
=
E
o
cos
a
; (
E
o
)
o
=
E
o
sin
a
.
Амплитуды
волн
,
пропускаемых
анализатором
,
будут
равны
:
E
1
= (
E
o
)
e
cos(
a
–
b
) =
E
o
cos
a
· cos(
a
–
b
); (2)
E
2
= (
E
o
)
o
cos(
a
+ (90°
–
a
)) =
E
o
sin
a
· sin(
a
–
b
). (3)
Интенсивность
света
после
прохождения
анализатора
,
получающая
-
ся
в
результате
интерференции
волн
(1)
и
(2),
как
известно
,
равна
I = I
1
+ I
2
+
2
1
I
I
2
cos
d
,
(4)
где
I
1
~ (
E
1
)
2
,
I
2
~ (
E
2
)
2
–
интенсивности
соответствующих
волн
.
Рис
. 2
О
О
P d
Рис
. 1
15
Подставляя
в
(4)
значения
E
1
и
E
2
из
(2)
и
(3)
и
учитывая
тождество
cos
d
= 1 – 2sin
2
d
/2,
получим
:
[
]
{
}
2
/
sin
)
(
2
sin
2
sin
)
sin(
sin
)
cos(
cos
2
2
d
b
-
a
×
a
-
b
-
a
a
+
b
-
a
a
=
E
E
2
0
.
Учтем
,
что
cos(
) cos cos
sin sin
x y
x
y
x
y
-
=
+
.
Тогда
итоговое
выражение
для
интенсивности
интерференции
в
парал
-
лельных
лучах
:
I = I
o
(cos
2
b
– sin2
a
· sin2(
a
–
b
) · sin
2
d
/2),
(5)
где
I
o
~ (
E
o
)
2
–
интенсивность
света
на
выходе
из
поляризатора
.
Выражение
(5)
позволяет
определить
результирующую
интенсив
-
ность
при
произвольных
a
,
b
и
d
.
Если
направление
OP
совпадает
с
одним
из
главных
направлений
пластинки
d
(
a
= 0
или
a
=
p
/2),
то
I
=
I
o
cos
2
b
,
т
.
е
.
интенсивность
постоян
-
на
и
не
зависит
от
d
.
В
этом
случае
интерференции
нет
(
в
пластинке
возникает
только
од
-
на
волна
).
При
любых
других
промежуточных
значениях
a
интенсивность
интерференции
будет
зависеть
от
l
(
см
. (5)
и
(1)).
При
пропускании
белого
света
через
систему
,
представленную
на
рис
. 1,
поле
зрения
на
выходе
будет
окрашено
в
зависимости
от
толщины
пластинки
d
.
Окраска
будет
изменяться
при
вращении
анализатора
.
Это
явление
получило
название
хроматической
поляризации
(
Араго
, 1911
г
.).
Рассмотрим
два
важных
случая
.
OA
^
OP
(
анализатор
и
поляризатор
скрещены
),
т
.
е
.
b
=
p
/2.
В
этом
случае
результирующая
интенсивность
I
^
=
I
o
sin
2
2
a
· sin
2
d
/2.
(6)
OA
çç
OP
(
анализатор
и
поляризатор
параллельны
),
т
.
е
.
b
= 0.
В
этом
случае
из
(5)
получим
I
çç
= I
o
(1 – sin
2
2
a
· sin
2
d
/2).
(7)
Сравнение
(6)
и
(7)
показывает
,
что
в
случае
пластинки
d
неравно
-
мерной
толщины
интерференционные
картины
при
b
=
p
/2
и
b
= 0
являют
-
ся
взаимно
дополняющими
,
т
.
е
.
при
наблюдении
интерференции
в
моно
-