Опишите опыт с кольцами ньютона кратко
Обновлено: 02.07.2024
В отраженном свете интерференционная картина является результатом сложения когерентных волн 1 и 2, отраженных от сферической поверхности линзы и от поверхности стеклянной пластинки (рис.9). Интенсивности волн примерно одинаковы, поэтому наблюдается довольно четкая (контрастная) система светлых и темных колец.
Выведем формулу для диаметров темных колец Ньютона в отраженном свете. Темные кольца радиуса rm образуются в тех местах, где разность хода Dlm волн 2 и 1 равна нечетному числу полуволн:
-для радиусов темных интерференционных колец Ньютона
- для радиусов светлых интерференционных колец Ньютона. Рис.9
Каждой координате xm, т.е. каждой темной интерференционной полосе (темному кольцу), соответствует определенная толщина воздушной прослойки
(клина) под ней. Поэтому интерференционные полосы в этом случае называют полосами равной (постоянной )толщины.
Для наблюдения как полос равного наклона, так и полос равной толщины можно использовать интерферометр Майкельсона (рис. 10). Рассмотрим схему интерферометра Майкельсона: з1 и з2 зеркала. Полупрозрачное зеркало P1 посеребрено и делит луч на две части – луч 1 и 2. Луч 1, отражаясь от з1 Рис.10
и проходя P1 , дает 1' , а луч 2, отражаясь от з2 и далее от P1 , дает 2' . Пластинки P1 и P2 одинаковы по размерам. P2 ставится для компенсации разности хода второго луча. Лучи 1' и 2' когерентны и интерферируют.
Лекционные демонстрации
Видеодемонстрации
1. Показ фрагмента видеофильма (Длительность всего фильма: 19 мин) Интерференция. Сложение волн. Когерентность Автор сценария: А.Смирнов Консультанты: д.физ-мат.н., профессор Т.Д. Шермергор, к.физ-мат.н. Ю.Иванов, к.физ.-мат.н. С. Пеньков
2. Показ компьютерных демонстраций
Модель 1. Опыт Юнга.
Компьютерная модель является аналогом интерференционного опыта Юнга. Можно изменять длину световой волны λ и расстояние между щелями d. На дисплее возникает в увеличенном масштабе интерференционная картина и распределение интенсивности на экране. Рис.11
В нижнем окне высвечиваются значения угла ψ сходимости лучей на экране и ширина интерференционных полос.
Модель 2. Кольца Ньютона.
Компьютерный эксперимент является аналогом интерференционного опыта Ньютона. Можно изменять длину волны λ света и радиус кривизны R поверхности линзы. На экране возникает в увеличенном масштабе картина колец Ньютона и высвечивается значение радиуса r1 первого темного кольца.
Основная литература
2. Иродов И. Е. Волновые процессы. Основные законы: Учебное пособие для вузов. – М.: Бином. Лаборатория базовых знаний, 2007, §§4.1 - 4.6.
Дополнительная литература
3. Сивухин Д.В. Общий курс физики. т. 4. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2009, §§26-28, 37.
4. Ландсберг Г.С. Оптика. -М. ФИЗМАТЛИТ, 2003, §11.
5. Лосев В.В. Оптические явления. Теория и эксперимент. Учебное пособие, М., 2002, §§2.1 - 2.6.
Информационно-справочные ресурсы
В отраженном свете интерференционная картина является результатом сложения когерентных волн 1 и 2, отраженных от сферической поверхности линзы и от поверхности стеклянной пластинки (рис.9). Интенсивности волн примерно одинаковы, поэтому наблюдается довольно четкая (контрастная) система светлых и темных колец.
Выведем формулу для диаметров темных колец Ньютона в отраженном свете. Темные кольца радиуса rm образуются в тех местах, где разность хода Dlm волн 2 и 1 равна нечетному числу полуволн:
-для радиусов темных интерференционных колец Ньютона
- для радиусов светлых интерференционных колец Ньютона. Рис.9
Каждой координате xm, т.е. каждой темной интерференционной полосе (темному кольцу), соответствует определенная толщина воздушной прослойки
(клина) под ней. Поэтому интерференционные полосы в этом случае называют полосами равной (постоянной )толщины.
Для наблюдения как полос равного наклона, так и полос равной толщины можно использовать интерферометр Майкельсона (рис. 10). Рассмотрим схему интерферометра Майкельсона: з1 и з2 зеркала. Полупрозрачное зеркало P1 посеребрено и делит луч на две части – луч 1 и 2. Луч 1, отражаясь от з1 Рис.10
и проходя P1 , дает 1' , а луч 2, отражаясь от з2 и далее от P1 , дает 2' . Пластинки P1 и P2 одинаковы по размерам. P2 ставится для компенсации разности хода второго луча. Лучи 1' и 2' когерентны и интерферируют.
Лекционные демонстрации
Видеодемонстрации
1. Показ фрагмента видеофильма (Длительность всего фильма: 19 мин) Интерференция. Сложение волн. Когерентность Автор сценария: А.Смирнов Консультанты: д.физ-мат.н., профессор Т.Д. Шермергор, к.физ-мат.н. Ю.Иванов, к.физ.-мат.н. С. Пеньков
2. Показ компьютерных демонстраций
Модель 1. Опыт Юнга.
Компьютерная модель является аналогом интерференционного опыта Юнга. Можно изменять длину световой волны λ и расстояние между щелями d. На дисплее возникает в увеличенном масштабе интерференционная картина и распределение интенсивности на экране. Рис.11
В нижнем окне высвечиваются значения угла ψ сходимости лучей на экране и ширина интерференционных полос.
Модель 2. Кольца Ньютона.
Компьютерный эксперимент является аналогом интерференционного опыта Ньютона. Можно изменять длину волны λ света и радиус кривизны R поверхности линзы. На экране возникает в увеличенном масштабе картина колец Ньютона и высвечивается значение радиуса r1 первого темного кольца.
Основная литература
2. Иродов И. Е. Волновые процессы. Основные законы: Учебное пособие для вузов. – М.: Бином. Лаборатория базовых знаний, 2007, §§4.1 - 4.6.
Дополнительная литература
3. Сивухин Д.В. Общий курс физики. т. 4. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2009, §§26-28, 37.
4. Ландсберг Г.С. Оптика. -М. ФИЗМАТЛИТ, 2003, §11.
5. Лосев В.В. Оптические явления. Теория и эксперимент. Учебное пособие, М., 2002, §§2.1 - 2.6.
Информационно-справочные ресурсы
Читайте также: