Файл: Лабораторная работа 1 Интерференция света. Опыт Юнга Номер установки 6 обучающийся группы.pdf

Образец титульного листа
Полное название университета
…………………………………..
………………………………………..
Название кафедры
……………………….
Лабораторная работа № 5.1
Интерференция света. Опыт Юнга
Номер установки 6
Выполнил: обучающийся группы
………..
Фамилия И.О. студента
Проверил:
(преподаватель или доцент) кафедры ……..
Фамилия И.О. преподавателя
Самара 2021

Лабораторная работа 5.1
Интерференция света. Опыт Юнга
Цель работы
1) наблюдение интерференционной картины от двух параллельных щелей в монохроматическом свете;
2) определение длины волны лазерного излучения.
Схема экспериментальной установки
1, 2, 3 – штативы; 4,5 – регулировочные винты; Л – газовый лазер;
БП – блок питания лазера; П – пластинка со щелями; Э – экран
Исходные данные установки
Номера щелей: 2; 3; 5.
Измерения и обработка результатов
1. Знакомимся с приборами в окне программы.
2. Подключаем к сети блок питания БП лазера, с помощью тумблера на панели БП включаем лазер (нажимаем кнопку «Сеть»).
3. Ослабив регулировочный винт 4 штатива 2 и перемещая пластинку П по вертикали, добиваемся того, чтобы лазерный луч точно попадал на

рекомендованную пару щелей. Зафиксируем это положение пластинки винтом
4 (указателями «вверх» и «вниз» двигаем пластинку со щелями).
Определяем расстояние между щелями d (это значение дано в окне
программы) и заносим его в таблицу.
4. Устанавливаем экран Э на таком расстоянии от пластинки П, чтобы наблюдалась четкая картина интерференции с хорошо различимыми светлыми
(красными) и темными полосами (указателями «вправо» и «влево» двигаем
экран добиваясь значения D в пределах от 600 мм до 1200 мм). С помощью сантиметра или рулетки измеряем расстояние D между пластинкой П и экраном
Э (это значение дано в окне программы) и заносим его в таблицу.
Номер опыта
d,мм
D,мм
N
L
N
,мм

y,мм

,нм


i




i
нм
 
2
i


, нм
2 1
0.127 780 5
19 3.80 619
-8 64 2
0.127 1000 6
29 4.83 613
-14 196 3
0.131 800 7
27 3.86 632 5
25 4
0.131 900 5
22 4.40 640 13 169 5
0.135 700 8
26 3.25 626
-1 1
6 0.135 1100 8
41 5.13 629 2
4


627
 



i
i
2

459 5. Прикладываем к экрану Э линейку (кнопка «Приложить»). Тщательно отсчитайте возможно большее число светлых полос N и измерьте расстояние между ними L
N
, как показано на рис. 2. Значения N и L
N
заносим в таблицу.
6. Изменяем расстояние D между щелями и экраном (любое значения,
отличное от предыдущего, в пределах от 600 мм до 1100 мм) . Повторяем пп. 4. и 5.
7. Повторяем пп. 3-6 с еще двумя рекомендованными парами щелей
(общее число опытов должно быть равным шести).
8. Для каждого из опытов рассчитываем по формуле
N
L
y
N


ширину интерференционной полосы

y, а затем – длину волны излучения

по формуле
D
d
y




Расчеты приводим в работе, а результаты расчетов записываем в таблицу,
переведя значение

из мм в нм.
9. Вычисляем сумму найденных значений

и определите ее среднее значение

:











6 1
627 6
629]
626 640 632 613 619 6
1
i
i
λ

10. Выполняем все расчеты, необходимые для оценки случайной погрешности измерения длины волны

s

. Для простоты расчета мы будем применять оценку величины

s

, используя формулы оценки погрешности прямого измерения.
Зададим доверительную вероятность

= 0,95.
Сначала находим среднюю квадратичную погрешность
 
)
1
(
6 1
2






n
n
i
i



Считаем
 
459 4
1 169 25 196 64 2









i
i

Тогда средняя квадратичная погрешность равна


нм
91 3
)
1 6
(
6 459
)
1
(
6 1
2










n
n
i
i




Коэффициент Стьюдента при n=6 измерений есть при доверительной вероятности

= 0.95 равен
57 2
,


n
t
Величина случайной погрешности есть нм
10 91 3
57 2
,










n
s
t
11. Оцениваем абсолютные приборные ошибки прямых измерений

d,

D и

L
N
, а также относительные ошибки E
d
, E
D
и E
L
Приборные погрешности прямых измерений есть: мм
5 0

N
L

мм
0.0005

d

мм
5 0

D

Относительные погрешности
 
026 0
19 5
0
min



N
L
L
L
E

 
0039 0
0.127 0005 0
min



d
d
E
d

 
00071 0
700 5
0
min



D
D
E
D

12. Находим абсолютную приборную погрешность косвенного измерения длины волны

нм
16 00071 0
0039 0
026 0
627 2
2 2
2 2
2









D
d
L
E
E
E



13. Оцениваем полуширину доверительного интервала


и записываем ответ нм
19 16 10 2
2 2
2










s
Ответ: нм
19 627







