POLITECHNIKA ŁÓDZKA
FILIA W BIELSKU - BIAŁEJ
WYDZIAŁ ORGANIZACJI I ZARZĄDZANIA
ROK I., SEM. II.
GRUPA NR 601.
SPRAWOZDANIE Z LABORATORIUM FIZYKI.
Wyznaczanie długości fali świetlnej metodą pierścieni Newtona.
Wykonały :
Joanna Cieślak
Paulina Pietrusa
Anna Pomper
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. Ustawiliśmy 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, ustawiliśmy obraz pierścieni centralnie w polu widzenia. Zwierciadło mikroskopu wyłączyliśmy z biegu promieni światła sodowego. Zmierzyliśmy średnicę pierwszych 10 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 :
k
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
d(k)
0.75
0.89
1.05
1.14
1.27
1.36
1.43
1.60
1.65
1.70
d2(k)
0.56
0.79
1.10
1.29
1.61
1.85
2.04
2.56
2.72
2.89
Wyniki obliczeń wykonanych przy pomocy komputera:
a=0,27
Da=0,008
b=0,27
Db=0,07
R=0.122 m
R=0.002 m
Wyniki obliczeń wykonanych przy użyciu wzorów zamieszczonych w instrukcji:
= a / 4R
= 0.27/4*0.122 m = 553 nm
/=a/a + R/R
=(0.008/0.27 + 0.002/0.122)*553 nm = 25.5 nm
= (553 25.5) nm
stivi7