Спецификация измерительных приборов

 

Название прибора и его тип	Пределы измерения	Цена Деления	Инструментальная погрешность

Данные установки

Цена деления окулярной шкалы = 0,086 мм/дел;

Длина волны = нм;

Спектральная полоса пропускания светофильтра Δλ = нм.

 

1. Включите электропитание осветителя ОИ-21.

2. Сфокусируйте микроскопом изображение интерференционной картины и добейтесь четкой визуализации 5 – 10 колец, (число колец может меняться от установки к установке). Грубая фокусировка осуществляется плавным вращением рукоятки 4, а тонкая фокусировка – вращением кольца 5 (рис. 3).

3. Произведите фокусировку изображения неподвижной шкалы окулярного микрометра, вращая кольцо 15. Для каждого наблюдателя фокусировка выполняется по-своему с учетом индивидуальных особенностей остроты зрения экспериментатора.

4. С помощью микрометрического винта 4 окулярного микрометра (рис. 4) установите перекрестие 3 в положение, соответствующее координате 4,00 делений.

5. Перемещая предметный столик с помощью винтов 13 и 14, установите интерференционную картину так, чтобы перекрестие окулярного микрометра находилось в центре центрального темного пятна.

5. Вращая микрометрический винт окулярного микрометра, переместите перекрестие окулярного микрометра на середину интерференционной полосы десятого темного кольца слева от центра симметрии всей картины. Пользуясь неподвижной отсчетной шкалой в поле зрения окуляра и шкалой на отсчетном барабане винта 16, определите координату этой точки и запишите в таблицу. Затем, перемещая перекрестие вправо, определите координаты середин темных колец слева от центра картины с последовательно убывающими номерами: , , …, .

Пройдя центр интерференционной картины, и продолжая перемещать перекрестие вправо, определите последовательно координаты , ,..., диаметрально противоположных точек тех же колец с правой стороны от центра. Повторите измерений еще два раза, перемещая перекрестие окулярного микрометра влево до центра интерференционной полосы десятого кольца слева, а, затем, вправо до центра интерференционной полосы десятого кольца справа. Результаты трех серий измерений внесите в табл. 2.

Таблица 2

 

Измерение левой и правой координат темных колец Ньютона

 

Номер кольца	Отсчеты с левой стороны	Отсчеты с правой стороны
, дел	, дел	, дел	, дел	, дел	, дел	, дел	, дел

 

 

Таблица 3

Расчет радиусов темных колец r_m

 

Номер кольца	Nm'' - Nm'	rm, мм	, мм

4. Обработка результатов измерений

1. Рассчитайте средние значения координат диаметрально противоположных точек колец

2. Рассчитайте радиусы темных колец по формуле

.

3. Вычислите отношение .Полученные значения внесите в табл. 3.

4. Постройте график зависимости = f (m)

5. Аппроксимируйте экспериментальные точки на графике прямой линией. Определите радиус кривизны линзы R как угловой коэффициент в уравнении прямой.

6. Определите абсолютную погрешность радиуса кривизны линзы и запишите окончательный результат в стандартном виде.

 

5. Контрольные вопросы

1. Как образуются кольца Ньютона? Нарисуйте ход лучей в опыте по наблюдению колец.

2. Почему при наблюдении колец Ньютона в отраженном свете центральное пятно интерференционной картины является темным?

3. При каких условиях центральное пятно интерференционной картины будет светлым?

4. Как изменятся радиусы темных колец, если воздушный промежуток между линзой и стеклянной пластиной заполнить прозрачной жидкостью с коэффициентом преломления ()?

5. Почему при выполнении работы измеряются радиусы темных колец, а не светлых?

6. Можно ли наблюдать картину интерференции на кольцах Ньютона в проходящем свете?

7. В чем будет проявляться отличие интерференционной картины, наблюдаемой в отраженном свете, от интерференционной картины, наблюдаемой в проходящем свете?

8. Можно ли наблюдать кольца Ньютона без микроскопа?

9. Как будут меняться радиусы темных колец при параллельном перемещении линзы вверх, т.е. при увеличении зазора?

10. Почему прямая линия, проведенная на графике через экспериментальные точки, не проходит через начало координат?