Światło jest promieniowaniem elektromagnetycznym o długościach fali (w próżni) w przedziale 380 - 780 nm, na które reaguje oko ludzkie. Jest falą poprzeczną, o czym świadczy zjawisko polaryzacji. Długością fali λ nazywamy odległość między dwoma punktami fali, dla których różnica faz wynosi 2π. Pierścienie Newtona są przykładem obrazu interferencyjnego, powstającego w wyniku nałożenia się promieni odbitych na powierzchniach granicznych tzw. cienkiej warstwy o zmiennej grubości. W skład stanowiska do przeprowadzenia ćwiczenia wchodzą: mikroskop z przesuwnym stolikiem i czujnikiem do pomiaru przesuwu wzdłużnego, układ złożony z soczewki, szklanej płytki płasko - równoległej i płytki światłodzielącej, lampa sodowa. Światło z lampy sodowej 1 pada na płytkę światło dzielącą 2, pełniącą rolę zwierciadła półprzezroczystego, ustawioną pod kątem 45° do osi układu, odbija się od niej i pada prostopadle na soczewkę 3. Część tej wiązki odbija się od dolnej powierzchni soczewki, a część przenika przez cienką warstwę powietrza i odbija od górnej powierzchni płytki szklanej 4. Nakładające się promienie odbite tworzą falę interferencyjną wpadającą do obiektywu mikroskopu 5. Dzięki zmieniającej się radialnie różnicy dróg optycznych nakładających się promieni, obserwujemy obraz interferencyjny w postaci pierścieni. Średnice tych pierścieni mierzymy przy pomocy czujnika. Dla średnicy k-tego pierścienia obowiązuje zależność: dk2 = 4Rλk gdzie: dk - średnica k-tego pierścienia R - promień powierzchni sferycznej soczewki λ - długość fali świetlnej k - kolejny numer pierścieni . W celu zwiększenia dokładności prowadzimy pomiary większej liczby pierścieni (u nas 10). Podstawiając: y = dk2 ; x = k ; a = 4Rλ, otrzymujemy równanie prostej regresji y = ax, której współczynnik kierunkowy wyznaczamy metodą najmniejszych kwadratów (program komputerowy). Długość fali świetlnej wynosi: λ = a/4R Interferencją fal nazywamy zjawisko nakładania się fal spójnych (o tej samej częstotliwości) prowadzące do powstania trwałego w czasie rozkładu punktów w przestrzeni wzmocnień i wygaszeń. Wzmocnienia występują w punktach, dla których różnica dróg dojścia fal jest całkowitą wielokrotnością długości fali : Wygaszenia występują w tych punktach, dla których różnica dróg dojścia fal jest nieparzystą wielokrotnością połowy długości fali :
Fala - jest to rozchodzenie się w ośrodku zaburzeń (zakłóceń stanu równo- wagi) wywołanych lokalnie. Jeżeli drgania cząstek ośrodka zachodzą w kierunku rozchodzenia się fali - jest to fala podłużna, jeśli drgania zachodzą w kierunku prostopadłym do kierunku rozchodzenia się fali - jest to fala poprzeczna. Dźwięk jest falą podłużną. Fala dźwiękowa w powietrzu to rozchodzące się miejscowe zagęszczenia i rozrzedzenia powietrza. Długość fali - jest to droga jaką przebywa zaburzenie podczas jednego okresu drgań. Do wyznaczania prędkości dźwięku w powietrzu i ciałach stałych wykorzystuje się zjawisko rezonansu - polegające na gwałtownym wzroście amplitudy drgań wymuszonych, zachodzące wtedy, gdy częstotliwość drgań źródła wzbudzającego drgania pokrywa się z częstotliwością drgań własnych ośrodka. Fala stojąca - może powstać w przypadku, gdy fala ulega odbiciu od przeszkody (np.: granica dwóch ośrodków) i fala odbita nakłada się z falą padającą. Moduł sprężystości wzdłużnej (moduł Younga) - jest to stosunek naprężenia do wydłużenia względnego spowodowanego tym naprężeniem. Doświadczenie Quinckiego.
Przyrząd jest naczyniem połączonym, którego jedno ramię stanowi zbiornik z wodą a drugie rura szklana z podziałką umożliwiającą odczytanie położenia powierzchni wody. Zmieniając położenie ramion, można zmieniać poziom wody w rurze, a tym samym wysokość słupa powietrza znajdującego się nad wodą. Jeśli tuż nad rurą umieścimy drgający kamerton, to zmieniając poziom wody możemy tak dobrać wysokość słupa powietrza, że powstanie w nim fala stojąca, która będzie miała węzeł przy powierzchni wody i strzałkę u wylotu rury. Spowoduje to wyraźne wzmocnienie dźwięku, które słychać przez słuchawkę. Mierząc odległość między dwoma poziomami wody, przy których występuje wzmocnienie dźwięku możemy wyznaczyć długość fali: Znając długość fali oraz częstotliwość drgań kamertonu obliczamy prędkość dźwięku:
Doświadczenie Kundta. Przyrząd składa się z pręta zamocowanego w środku jego długości oraz rury szklanej umieszczonej współosiowo z prętem, zamkniętej z jednej strony tłoczkiem. Przesuwanie tłoczka pozwala zmieniać odległość między znajdującym się we wnętrzu rury końcem pręta, a powierzchnią tłoczka. Pocierając wystającą część pręta szmatką, posypaną drobno zmieloną kalafonią, wzbudza się w nim drgania podłużne. W pręcie powstaje fala stojąca z wymuszonym przez zamocowanie węzłem w środku i strzałkami na końcach. Drgający pręt jest źródłem fali dźwiękowej, która rozchodzi się w słupie powietrza zawartym w rurze. Jeżeli długość tego słupa spełnia warunek rezonansowy, to powstaje w nim fala stojąca. Węzły i strzałki tej fali są widoczne w postaci charakterystycznego ułożenia zmielonego korka umieszczonego w rurze. Prędkość fali dźwiękowej w pręcie oblicza się ze wzoru:
gdzie: L - długość n połówek fali zaznaczonych opiłkami korka w rurze, l - długość badanego pręta υ - prędkość dźwięku w powietrzu. Prędkość dźwięku w metalu zależy od modułu Younga zgodnie ze zorem:
gdzie: p - gęstość metalu. Stąd moduł Younga wynosi:
SOCZEWKI Soczewką nazywamy ciało przezroczyste, ograniczone dwiema powierzchniami, z których przynajmniej jedna nie jest płaska. Najczęściej stosowane są soczewki sferyczne, ograniczone powierzchniami kulistymi. Dzielimy je na: a)wypukłe - dwuwypukłe - płasko - wypukłe - wklęsło - wypukłe b)wklęsłe - dwuwklęsłe - płasko - wklęsłe -wypukło - wklęsłe
W naszym doświadczeniu użyliśmy soczewki rozpraszającej, a taką własność ma soczewka wklęsła. Oznacza to, że wiązka promieni równoległych ulega po przejściu przez nią załamaniu na zewnątrz, przy czym przedłużenia promieni załamanych przecinają się w jednym punkcie F, stanowiącym ognisko pozorne soczewki. Obrazy w soczewkach wklęsłych są: -pozorne -proste pomniejszone-znajduje się zawsze między ogniskiem a zwierciadło Poniższy związek zwany jest wzorem soczewkowym (wzorem na ogniskową soczewki):
l - odległość między przedmiotem i jego obrazem.
d - odległość między położeniem pierwszym, a drugim soczewki. a1 - pierwsze położenie soczewki a2 - drugie położenie soczewki
Ogniskową układu soczewek oblicza się z następującego wzoru:
f - ogniskowa soczewki. f1 - ogniskowa soczewki skupiającej.