3 Порядок выполнения работы и требования к оформлению результатов

3.1 При подготовке к лабораторной работе необходимо изучить и законспектировать тему «Интерференция света» по одному из учебников, указанных в библиографическом списке:

-для инженерных специальностей C.315 – 324 /1/, С. 420 – 426 /2/, С.93 – 110 /4/;

-для неинженерных специальностей С. 457 – 463 /3/.

Внешний вид установки показан на рисунке 4.

Рисунок 4 Лабораторная установка: 1 – осветитель

с конденсорной линзой; 2 –раздвижная щель; 3 – светофильтры; 4 – бипризма; 5 – окулярный микрометр

3.2 Включить лампу осветителя 1 (рисунок 4). Добиться максимально яркого и равномерного освещения полностью открытой щели.

3.3 Придвинув бипризму 4 и окулярный микрометр 5 непосредственно к щели 2, отцентрировать их по высоте. Затем окулярный микрометр отодвинуть на конец скамьи, а бипризму - на расстояние 10…15 см от щели.

3.4 Уменьшая ширину щели, и слегка поворачивая за рычажок оправу бипризмы для того, чтобы щель и ребро бипризмы были параллельны, получить в поле зрения окулярного микрометра отчетливую интерференционную картину.

3.5 Ввести один из светофильтров – красный.

3.6 С помощью окулярного микрометра определить координату любой темной полосы X_k по методике, описанной выше. Затем микрометрическим винтом передвинуть перекрестие на соседнюю темную полосу и определить ее координату X_k+1. Измеренные величины занести в таблицу 1.

Таблица 1 Результаты измерений и вычислений

Обозначения физических величин

№

Хk, мм

Xk+m, мм

m

, мм

b, мм

L, мм

d, мм

, мин.

d, мм

, мин.

Красный светофильтр, 1 = 700 нм

1 2 3

Среднее

Зеленый светофильтр, 2=500 нм

1 2 3

Среднее

Примечание: зачеркнутые клетки не заполнять

3.7 Измерить расстояние между любыми темными полосами по разности координат ΔX = │X_k+1 – X_k │. Для большей точности следует определить расстояние между несколькими полосами m, а затем разделить полученный результат на число полос m:

.

Измерения провести три раза для разных пар интерференционных полос. Найти среднее значение .

3.8 Измерить расстояние b от щели до бипризмы и расстояние L от щели до окулярного микрометра.

3.9 Не меняя положения щели и бипризмы, заменить светофильтр на зеленый и повторить п. 5 - п.7. Найти среднее значение .

3.10 Рассчитать расстояние между мнимыми источниками d₁ и d₂ по формулам:

, ,

где λ₁ - длина волны света, пропускаемого красным светофильтром, мм; λ₂ - зеленым, мм.

Найти среднее значение

.

3.10 Подставить значение в формулу (11) и определить среднее значение преломляющего угла призмы (в радианах):

,

где n = 1,5 – показатель преломления стекла бипризмы.

Окончательный результат выразить в минутах (1′ = 2,91·10^-4 рад).

3.11 Рассчитать относительные = и = и абсолютные d и  погрешности измерений по правилам математической статистики, учитывая инструментальные погрешности L = b = 1,0 мм,  (X) = 0,01 мм,  = 20 нм, по формулам:

;

.

Затем найти погрешности d = ε_d и  = ε_β.

3.12 Записать окончательные результаты в доверительных интервалах d = (d  d) мм,  = (   ) ^/.

3.13 Сделать выводы (в выводах отразить преимущества интерференционного метода для измерения малых длин и малых углов, составляющих доли углового градуса).