Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Визначення довжини світлової хвилі за допомогою біпризми Френеля
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2012
Тип роботи:
Звіт про виконання лабораторної роботи
Предмет:
Інші
Група:
КН-11
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Міністерство освіти та науки України
Національний університет «Львівська політехніка»
Лабораторія оптики
ЗВІТ
про виконання лабораторної роботи №25
Тема: «Визначення довжини світлової хвилі
за допомогою біпризми Френеля»
Мета роботи:
Визначити довжину хвилі червоного, зеленого і синього світофільтрів з допомогою біпризми Фринеля.
Прилади і матеріали:
Оптична лава з джерелом світла, біпризма Френеля, розсувна щілина, оптичний мікроскоп, вертикальна шкала, масштабна лінійка, світлофільтри.
Короткі теоретичні відомості:
Явище перерозподілу інтенсивності світла в просторі при накладанні когерентних хвиль називають інтерференцією світла. Хвилі, з однаковою частотою, сталою за часом різницею фаз і однаковим, напрямом коливань світлового вектора називають когерентними, Світло, випромінюване природними джерелами, не є когерентним. Проте можна реалізувати різні схеми, в яких створюються когерентні хвилі.
Одна а таких схем-здійснюється а допомогою біпризми Френеля. Виготовлені з одного куска скла дві призми з малим кутом заломлення, що мають спільну основу (рис, І). Паралельно основі на відстані а розміщено-вузьку щілину S , паралельну ребру тупого кута біпризми.
Кут падіння променів на біпризму і кут заломлення призми малі, внаслідок чого всі промені відхиляються біпризмою на однако вий кут
Φ=(n-1)*δ (1)
де n - показник заломлення призми.
При проходженні світла через верхню і нижню половини біпризми кожна елементарна світлова хвиля розподіляється на дві когеренnні хвилі, які ніби виходять з точок S1 і S2 - уявних зображень джерела S (при малому куті заломлення біпризми уявні джерела S1 і S2 практично знаходитимуться на такій самій відстані від біпризми, що й джерело S).
При малому куті φ відстань d між джерелами S1 і S2:
(2)
Якщо на шляху інтерферуючих пучків поставити екран E, то на ньому спостерігається чергування темних і світлих смуг. Положення інтерференційних максимумів і мінімумів можна ви значити, якщо скористатися схемою, показаною на рис. 2. Оскільки S1 і S2 - уявні зображення джерела S, то їх розглядають як два когерентних джерела. Результат інтерференції коливань, які доходять до деякої точки М на екрані від S1 і S2, визначатиметься оптичною різнитдею ходу
, де n1 - показник заломлення середовища. Для повітря n1= 1, Якщо в Δ вміщується парне число півхвиль, то в точці M буде максимум. Якщо в Δ вміщується непарне число півхвиль, то в цій точці освітленість мінімальна.
При інших значеннях освітленість матиме проміжне значення. Таким чином з відстань Xm між центральним максимумом (точка 0) і максимумом m-го порядку
(3)
де L, d - відстань відповідно від щілини до екрану і між уявними джерелами.
З рівняння (3) дістанемо:
(4)
Якщо значення d рівняння (2):підcтавити в (4), то довжина хвилі визначатиметься за формулою:
(5)
Задані величини:
Кут біпризми Френеля (рад).
Показник заломлення для синього світофільтра:
Показник заломлення для зеленого світофільтра:
Показник заломлення для червоного світофільтра:
K=1/12=0.083
Результати вимірювань:
№, з/п
а, мм
Δа, мм
r, мм
Δr, мм
b, мм
Δb, мм
r-b, мм
Δ(r-b), мм
1
230
0
390
0
30
0
360
0
2
240
10
380
10
35
5
345
15
3
220
10
400
10
25
5
375
15
сер
230
6.7
390
6.7
30
3.3
360
10
К=0,125
m
1
2
Зелений
світлофільтр
, под
2
4
, мм
λ, нм
747
747
λсер , нм
747
Δλ , нм
0.237
δλ , %
23.7
m
1
2
червоний
світлофільтр
, под
3
6
, мм
λ, нм
1103
1103
λсер , нм
1103
Δλ , нм
0.1746
δλ , %
17.46
m
1
2
синій
світлофільтр
, под
2
5
, мм
λ, нм
757
946
λсер , нм
851.5
Δλ , нм
0.2245
δλ , %
22.45
Обчислення шуканої величини:
Обчислення λ для червоного світлофільтру:
λ 1= = 1103 (А0);
λ 2= = 1103 (А0);
Обчислення λ для зеленого світлофільтру:
λ 1= = 747 (А0);
λ 2= = 747 (А0);
Обчислення λ для синьго світлофільтру:
λ 1= = 757 (А0);
λ 2= = 946 (А0);
Обчислення похибок (формули та розрахунок):
Δλ = + + ;
Обчислення Δλ для червоного
Δλ1 = 0,2162; Δλсер=0,1746 δλ=17,46%
Δλ2 = 0,1329;
Обчислення Δλ для зеленого
Δλ1 = 0,2995; Δλсер=0,237 δλ=23,7%
Δλ2 = 0,1745;
Обчислення Δλ для синього
Δλ1 = 0,2995; Δλсер=0,2245 δλ=22,45%
Δλ2 = 0,1495;
Кінцеві результати:
Довжина хвилі для синього світофільтра:
λ= 851,5±0,2245 А0
Довжина хвилі для зеленого світофільтра:
λ= 747±0,237 А0
Довжина хвилі для червоного світофільтра:
λ= 1103±0,1746 А0
Висновок:
Виконуючи лабораторну роботу, я навчився визначати довжини хвиль синього, зеленого та червоного світофільтрів за допомогою біпризми Френеля. Цей метод працює за допомогою явища інтерференції і когерентних хвиль. Похибки під час виконання робати і невелика розбіжність з табличними даними присутні тому, що в досліді присутнє денне світло.
Оцінка за виконання роботи
Допуск
Захист
Дата виконання
__________________ Підпис викладача
22.11.2012 03:05
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора