305-03, nr


Nr ćwicz

305

Data:

19.01

1995

Jacek Karaban

Wydział

Elektryczny

Semestr

III

Grupa I-2

godz.800-945

prowadzący mgr K.Łapsa

Przygotowanie:

Wykonanie:

Ocena ostat. :

Wyznaczanie długości fali świetlnej za pomocą pierścieni Newtona.

I. Wprowadzeni teoretyczne.

0x01 graphic

Kołowe pierścienie interferencyjne, zwane pierścieniami Newtona, powstają, gdy równoległa wiązka światła pada na układ złożony z dokładnie płaskiej płyty szklanej oraz leżącej na niej soczewki o promieniu krzywizny R (rys. obok).

Między soczewką i płytą znajduje się warstwa powietrza o grubości d wzrastającej ze wzrostem odległości od osi układu.

Obraz interferencyjny powstaje w wyniku nałożenia promieni odbitych od dolnej powierzchni soczewki i od górnej powierzchni płyty.

Różnica dróg geometrycznych obu promieni wynosi 2d. Dla obliczenia dróg optycznych przyjmujemy, że współczynnik załamania powietrza jest równy jedności, a także uwzględniamy fakt, że odbiciu od ośrodka gęstszego towarzyszy zmiana fazy o 0x01 graphic
, czemu odpowiada dodatkowa różnica dróg 0x01 graphic
.

Biorąc powyższe pod uwagę możemy napisać warunek powstania jasnego pierścienia interferencyjnego.

(1)

Na podstawie rysunku możemy grubość warstwy powietrznej przez promień pierścienia interferencyjnego

(2).

Jeżeli a/R<<1, to można powyższe wyrażenie przedstawić w postaci

(3).

Łącząc powyższe równanie z równaniem (1) otrzymamy

(4).

Otrzymane równanie określa promienie jasnych prążków interferencyjnych.

W miejscu zetknięcia się soczewki z płytą tworzy się bardzo cienka warstwa powietrza, o grubości wielokrotnie mniejszej od długości fali. Różnica dróg optycznych powstająca między promieniami w tym punkcie jest skutkiem jedynie straty połowy długości fali przy odbiciu od płyty. W rezultacie wynosi ona 0x01 graphic
- w środku obrazu interferencyjnego obserwujemy ciemne pole.

Jeżeli układ oświetlamy światłem białym, powstają barwne pierścienie, które przy wyższych rzędach m zachodzą na siebie.

Do wyznaczenia długości fali świetlnej w ćwiczeniu przekształcamy wzór (4) do postaci :

(5)

gdzie am jest jest promieniem pierścienia rzędu m, obliczamy go jako połowe różnicy

położeń al i ap danego pierścienia:

(6).

II. Obliczenia

Obliczając am korzystamy ze wzoru (6)

np.

Długość fali świetlnej wyznaczamy ze wzoru (5).

np.

Błąd obliczam metodą różniczki zupełnej:

Tabela pomiarów i wyników.

Nr.

ap

[mm]

al

[mm]

am

[mm]

λ

[nm]

Δλ

[nm]

λśr

[nm]

Δλśr

[nm]

5

3,04

6,18

1,57

629,6041

38,45798

6

2,87

6,33

1,73

625,4754

37,56468

7

2,75

6,49

1,87

618,3731

36,6725

8

2,62

6,6

1,99

606,9119

35,65226

9

2,51

6,74

2,115

604,8986

35,2214

591,125

34,455

10

2,46

6,85

2,195

582,9431

33,76821

11

2,38

6,97

2,295

576,5764

33,20025

12

2,3

7,07

2,385

568,5382

32,57474

13

2,21

7,18

2,485

567,8368

32,36784

14

2,12

7,27

2,575

564,5487

32,04225

15

2,05

7,35

2,65

556,6786

31,4891

Wartość średnia długości fali wynosi: 591.112 nm.

Wartość średnia błędu pomiaru długości fali wynosi: 34.455 nm.

Wynik końcowy można więc przedstawić w postaci: (591±35) nm.

Wnioski:

Zmierzona długość fali odpowiada w granicy błędu długości fal widmowych sodu. Z obliczeń umieszczonych w tabeli widać, iż błąd pomiaru długości fali zmniejsza się wraz ze wzrostem numeru prążka. Spowodowane jest to faktem, iż prążki niskich rzędów są dość szerokie, co uniemożliwia dokładne określenie położenia ich środka.



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Dziennik Ustaw z 03 r Nr 6 poz w ROZPORZĄDZENIE w sprawie metod wewnętrznej kontroli produkcji żywn
Dziennik Ustaw z 03 r Nr"9 poz "76 Zmiana Kodeks Spółek Handlowych
300 03, nr
305 01, nr
105 03, nr
321-03, nr
321-03, nr
201-03, Nr ˙w.
305-02, Nr ˙w.
121 03, nr
Dziennik Ustaw z 03 r Nr1 poz 39 w sprawie przeciwpożarowego zaopatrzenia w wodę oraz dróg pożar
Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia0 października 02 r (Dz U Nr1, poz 96, z 03 r Nr8, p
107 03, nr
Temat Projektu'03 nr 01
Dziennik Ustaw z 03 r Nr 6 poz w ROZPORZĄDZENIE w sprawie metod wewnętrznej kontroli produkcji żywn

więcej podobnych podstron