POLITECHNIKA ŁÓDZKA
FILIA W BIELSKU - BIAŁEJ
WYDZIAŁ ORGANIZACJI I ZARZĄDZANIA
ROK I., SEM. II.
GRUPA NR 602.
SPRAWOZDANIE Z LABORATORIUM FIZYKI.
Temat :
Wyznaczanie długości fali świetlnej metodą pierścieni Newtona.
Wykonali :
Izabela Kowol
Paweł Lang
I. Wprowadzenie teoretyczne i opis stanowiska doświadczalnego :
W ćwiczeniu wykorzystano następujące przyrządy:
- mikroskop z przesuwanym stolikiem i czujnikiem do pomiaru przesuwu wzdłużnego,
- układ złożony z soczewek,
- szklana płytka płasko równoległa,
- lampa sodowa,
- płytka światło dzieląca.
Światło padając prostopadle na soczewkę płasko-wypukłą częściowo odbija się od jej wewnętrznej powierzchni, częściowo zaś przenika przez cienką warstwę powietrza i odbija się od płytki szklanej (rys.1). Dzięki tej różnicy dróg promienie odbite spotykają się w pobliżu powierzchni soczewki tworzą prążki interferencyjne w kształcie pierścieni, które obserwowane w świetle odbitym mają taką postać jak na rys.2.
Średnice pierścieni zależne są od promienia R krzywizny soczewki oraz od długości fali światła padającego na soczewkę. Zależność ta jest następująca:
dk=2 kRl [mm]
gdzie: dk -średnica k -tego pierścienia Newtona.
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 :
; k=1,2,3,...
Wygaszenia występują w tych punktach, dla których różnica dróg dojścia fal jest nieparzystą wielokrotnością połowy długości fali :
;k=1,2,3,...
II. Praktyczne wykonanie ćwiczenia :
Włączyliśmy zasilacz lampy sodowej, następnie odczekaliśmy kilku minut do nagrzania lampy. Ustawilismy lampę w odległości 5:10 cm od stolika mikroskopu. Ostrość mikroskopu ustawiona została na górną powierzchnię płytki pod soczewką. Przesuwając stolik mikroskopu z układem optycznym, ustawilismy obraz pierścieni centralnie w polu widzenia. Zwierciadło mikroskopu wyłączyliśmy z biegu promieni światła sodowego. Zmierzyliśmy średnicę pierwszych 16 pierścieni. Pomiary średnic przeprowadziliśmy indywidualnie dla poszczególnych pierścieni (wariant 1 ) oraz dla całej serii, odczytując kolejno współrzędne skrajnych punktów pierścieni wpierw po jednej, a następnie po drugiej, przeciwległej stronie obrazu (wariant 2 ).
III. Wyniki pomiarów oraz obliczeń :
Zestawienie pomiarów dla wariantu 1 :
k
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
d(k)
0.75
0.93
1.23
1.35
1.45
1.55
1.62
1.64
1.8
1.83
d2(k)
0.56
0.86
1.51
1.82
2.1
2.4
2.62
2.69
3.24
3.35
11
12
13
14
15
16
Jednostki
1.88
1.9
1.99
2.06
2.11
2.23
[mm]
3.53
3.61
3.96
4.24
4.45
4.97
[mm2]
Wyniki obliczeń wykonanych przy pomocy komputera:
a=0,32 [mm2]
Da=0,005[mm2]
b=0,54 [mm2]
Db=0,05 [mm2]
l=655,74 [nm]
Wyniki obliczeń wykonanych przy użyciu wzorów zamieszczonych w instrukcji:
l= a / 4R = 656 [nm]
Dl= Da / 4R = 10,1 [nm]
gdzie:R=0,122 ±0.002 [m]
Zestawienie wariantów obliczeń dla wariantu 2 :
stivi7