NUMER WICZENIA: 17 |
Mirosaw Szczygielski |
DATA: 06.05.2002r. |
TEMAT: POMIAR DUGOCI FALI WIETLNEJ NA PODSTAWIE INTERFERENCJI W UKADZIE OPTYCZNYM DO OTRZYMYWANIA PIERCIENI NEWTONA. |
OCENA: |
1. Wstp:
Superpozycja dwu lub wicej fal harmonicznych o tych samych czstociach pozwala na sumowanie ich w kadym punkcie przestrzeni, w wyniku czego obserwuje si interferencj Obraz interferencji dwch fal mona obserwowa tylko wtedy, gdy rnice faz midzy tymi falami s stae w czasie obserwacji. Fale takie nazywamy spjnymi.
Rozdzielenie wizki wiata na dwie wizki zawierajce po jednej czci kadego cigu falowego uzyskuje si m.in. w ukadzie do otrzymania piercieni Newtona.
Dugo fali obliczamy ze wzoru:
gdzie: rm- promie piercienia kolejnego,
rn- promie piercienia wczeniejszego,
R- promie krzywizny soczewki,
m,n- rzdy piercieni ciemnych.
Pomiar promienia krzywizny soczewki polega na pomiarze promieni kolejnych piercieni wiata sodowego i wstawienie otrzymanych wartoci do wzoru:
gdzie:
-dugo fali wiata sodowego
Przy pomiarze dugoci fali wiata monochromatycznego postpujemy identycznie jak przy pomiarze promienia krzywizny soczewki wartoci promieni wstawiamy jednak do wzoru na dugo fali.
2. Tabela pomiarowa:
Rodzaj wiata |
Rzd piercieni ciemnych |
Odczyt z mikrometru |
rednia warto piercienia
|
Promie krzywizny soczewki
|
Dugo fali
|
|
|
|
W przd |
W ty |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Sodowe |
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 |
0,9 1,5 1,36 1,58 1,74 1,86 2,01 2,14 2,25 2,42 |
0,93 1,54 1,38 1,60 1,75 1,88 2,03 2,16 2,27 2,40 |
0,92 1,54 1,37 1,59 1,75 1,87 2,02 2,14 2,26 2,41 |
- - - 475 453 367 496 420 448 594 |
- - - 593 566 459 619 574 559 746 |
F1 |
3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 |
1,06 1,41 1,69 1,93 2,15 2,34 2,51 2,65 2,81 2,96 |
1,1 1,44 1,68 1,95 2,18 2,36 2,54 2,68 2,82 2,99 |
1,08 1,42 1,69 1,94 2,17 2,35 2,52 2,66 2,82 2,98 |
- 481 475 513 534 460 468 410 496 525 |
- 600 589 640 667 574 584 512 619 655 |
F2 |
3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 |
1,04 1,37 1,63 1,85 2,05 2,23 2,4 2,56 2,75 2,92 |
1,1 1,4 1,66 1,83 2,07 2,25 2,43 2,53 2,77 2,90 |
1,06 1,38 1,64 1,84 2,06 2,24 2,43 2,55 2,76 2,91 |
- 441 444 393 485 438 502 338 631 481 |
- 551 554 491 605 546 626 422 787 600 |
3. Obliczenia i dyskusja bdw:
redni warto promienia wyznaczylimy ze wzoru:
Znajc dugo promienia krzywizny soczewki moemy wyznaczy dugo fali wiata monochromatycznego otrzymanego przez przepuszczenie wiata biaego przez dwa rne filtry interferencyjne ze wzoru:
Wartoci rednie dugoci fali wynosz:
dla sodowego:
dla filtra 1:
dla filtra 2:
Bdy:
Bd pomiaru promieni piercieni jest rwny dokadnoci czujnika mikrometrycznego:
Bd pomiaru promienia krzywizny soczewki wyznaczamy metod rniczki zupenej:
Bd bezwzgldny redni liczymy z zalenoci:
Bd wyznaczania dugoci fali liczymy metod rniczki zupenej:
Bd bezwzgldny i wzgldny redni dla filtra 1:
Bd bezwzgldny i wzgldny redni dla filtra 2:
4. Uwagi i wnioski:
Podczas oblicze pomiem drugi i trzeci pomiar dla wiata sodowego, gdy te pomiary s bdami grubymi. Na wyniki pomiarw i oblicze duy wpyw mia bd pomiaru promieni kolejnych piercieni.
Na wyniki mia te wpyw zego odczytania rzdu piercienia, jak i zabrudzenia lub rysy soczewki, ktre mogy powodowa e obraz interferencyjny w punkcie stycznoci (punkt centralny) zamiast wygaszenia mg mie wzmocnienie, poniewa grubo warstw powietrza bdzie wiksza od zera i warunek na wygaszenie w tym punkcie (=/2 przy d=0) nie bdzie speniony.