Реферат

Реферат Интерференция и дифракция 2

Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-28

Поможем написать учебную работу

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

от 25%

Подписываем

договор

Выберите тип работы:

Скидка 25% при заказе до 22.11.2024



Работа N 71.1. КОЛЬЦА НЬЮТОНА
    Прежде  чем приступить к работе, необходимо ознакомиться с введением по теме «Интерференция и дифракция».
    ЦЕЛЬ  РАБОТЫ: измерить длины волн излучения ртутной лампы и радиус кривизны линзы из анализа интерференционной картины в виде колец Ньютона.

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
    Явление интерференции можно наблюдать  при освещении тонких прозрачных пленок, когда разделение световой волны на два когерентных пучка  происходит вследствие  отражения  света  от двух поверхностей  пленки. В результате такого отражения возникают когерентные световые волны, которые при наложении дают локализованные  интерференционные картины. Место локализации зависит от формы пленок, условий наблюдения и освещения.
     Пусть в точку О на прозрачную пластину падает пучок света (луч 1), часть света отразится от верхней поверхности пластины в точке О (луч 2), другая часть, преломившись в точке О, отразится от нижней поверхности (луч 3) (рис.1)Пусть n1 и n2 - показатели преломления среды и материала пластины соответственно, i - угол падения, r - угол преломления, d - толщина пластины. Определим оптическую разность хода D лучей 2 и 3:
D = n2(OC+СB) - n1(OA). Из рисунка 1 видно, что: OC=OB=d/cosr, OA=OBsini, OB=2d tgr.       

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.1.
Учитывая, что  n2 /n1 = sin i /sin r, можно получить:
    
    При вычислении разности хода необходимо учесть, что при отражении световой волны от границ раздела сред, если n2 >n1, фаза колебаний изменяется на p (это соответствует разности хода лучей  l/2). В рассматриваемом случае если n2 >n1, то изменяет фазу луч 2; если n2 < n1, то фаза изменяется у луча 3 в точке C. С учетом этого выражение для разности хода лучей следует записать так
   
    Таким образом, получается, что разность хода лучей 2 и 3 определяется толщиной пластины и углом падения (так как угол преломления определяется углом падения). 
    Результат интерференции зависит от значения D. При D = ml получаются максимумы, при D=(2m +1)l/2 - минимумы интенсивности (здесь m - целые числа).
    При d=const (плоскопараллельная пластина) разность хода определяется только углом падения (рис.2). Для наблюдения интерференционной картины плоскопараллельную пластину освещают непараллельным пучком монохроматического света и параллельно ей располагают линзу, в фокальной плоскости которой находится экран. В отсутствии линзы интерференционная картина локализована в бесконечности, так как интерферируют параллельные между собой лучи.

 

 

 

 

 

 

 

 

 
Рис.2          

 

 

 

 

 

 

 

 

 
    Рис.3.
    Лучи, падающие на пластину под одним и  тем же углом, но в разных плоскостях, создают на экране совокупность точек с одинаковой освещенностью, которая, очевидно, будет иметь форму окружности. Лучи, падающие под другим углом, создают на экране кольцо с другой освещенностью. Если для некоторого значения i выполняется условие D = ml, на экране образуется светлое кольцо, если D=(2m +1)l/2 - темное. Такая картина носит название «полосы равного наклона».
    В случае, когда пластина имеет форму  тонкого клина (d ¹ const) и освещается параллельным пучком света(i = const) (рис.3) оптическая разность хода интерферирующих лучей (а значит, условие максимума и минимума освещенности) зависит от толщины пластины в том или ином ее месте. Интерференционная картина, наблюдаемая в этом случае, локализована над (или под) поверхностью клина и носит название полос равной толщины. Для правильного клина она представляет собой чередование светлых и темных полос параллельных ребру клина. Локализация полос равной толщины зависит от угла падения i и от угла клина a, при фиксированном a картина расположена тем ближе к поверхности, чем меньше угол падения, и для нормально падающего света (i =0)полосы равной толщины локализованы на поверхности клина.
               

Рис.4.

 
    Классическим  примером полос равной толщины являются кольца Ньютона. Они наблюдаются, когда выпуклая поверхность линзы малой кривизны соприкасается с плоской  поверхностью хорошо отполированной пластины. При этом воздушная прослойка постепенно утолщается от центра к краям. Кольца Ньютона можно наблюдать как в отраженном, так и в проходящем свете (рис.4).
    Пусть на линзу падает монохроматический  параллельный пучок света по нормали  к ее плоской поверхности. В результате сложения волн, отраженных от верхней  и нижней границ воздушной прослойки, будет наблюдаться интерференционная  картина. Так как для точек, равноудаленных от центра, толщина воздушной прослойки одинакова, то в результате наблюдается следующая картина: в центре расположено темное пятно, окруженное рядом светлых и темных концентрических колец убывающей толщины (рис.4,а). При наблюдении в проходящем свете интерференционная картина будет негативная, т.е. в центре будет светлое пятно (рис.4,б).
    Определим диаметр колец Ньютона, наблюдаемых  в отраженном свете. Учитывая, что  при отражении на границе воздух-стекло происходит потеря полуволны l/2, оптическая разность хода двух интерферирующих волн на расстоянии rm от центра линзы равна D= 2bm + l/2,  где bm - толщина воздушного клина в этом месте. Условие минимума интенсивности (темное кольцо) выполняется, если оптическая разность хода равна нечетному числу полуволн. Следовательно, условие образования m-го темного кольца:
2bm + l/2=(2m + 1) l/2    или   2bm = ml  .                                 (1)

 

 

 

 

 

 

 

Рис.5         Величину  bm можно вычислить из геометрических соотношений (рис.5).
ОВ= ОА= R, где R - радиус кривизны линзы, тогда:
R2  = rm2  + (R - bm)2 = rm2 + R2 - 2Rbm + bm2
Ввиду малости bm величиной bm2 можно пренебречь. С учетом этого приближения получаем
bm = rm2/2R     

1. Реферат на тему The Great Pyramid Of Giza Was Not
2. Реферат на тему Capitalism Essay Research Paper There are five
3. Реферат История административного деления Белоруссии
4. Реферат Остойчивость судна
5. Реферат на тему Билборд и образ современного города
6. Реферат на тему Untitled Essay Research Paper The author is
7. Реферат Крекінг нафти
8. Творческая работа на тему Олимпийские игры 2
9. Реферат Особенности работы с трудновоспитуемыми детьми
10. Лекция Международный маркетинг 2 Суть функции