Хід виконання роботи

Зауваження

зверніть особливу увагу на те, що влучення в очі лазерного випромінювання небезпечно для зору. Тому при роботі з лазером, його світло потрібно спостерігати винятково після віддзеркалення на екрані з розсіюучою поверхнею;
лазер працює під високою напругою і тому забороняється доступ до його внутрішньої системи.

Запустити гелій-неоновий лазер у відповідності з інструкцією до нього на стенді.

Завдання 1

ВИВЧЕННЯ ІНТЕРФЕРЕНЦІЇ СВІТЛА

ПРИ ВІДДЗЕРКАЛЕННІ ВІД ТОВСТОЇ СКЛЯНОЇ ПЛАСТИНИ

В исокий ступінь монохроматичності випромінювання лазера дозволяє спостерігати інтерференцію світлових хвиль при різниці ходу, яка може складати велике число довжин когерентності звичайного світла. Нагадаємо, що довжина когерентності не може бути більшою ніж довжина цуга - відстані на яку поширюється світло за час переходу атома із збудженого в основний стан.

У цьому завданні товсту плоскопаралельну скляну пластинку П (дивись малюнок) із показником заломлення n, опромінюють пучком світла, промені якого розходяться. Такий пучок із паралельного лазерного створюється лінзою О. Площина круглого екрана Е лежить у фокальній площині лінзи.

Відбиті від передньої й задньої поверхонь пластини П світлові хвилі інтерферують між собою і дають на екрані Е інтерференційну картину у виді концентричних світлих і темних кілець. Схема інтерференції показана на малюнку, де радіус інтерференційного кільця товщина пластини відстань між екраном і пластинкоюпричому L>>d. Розрахунки показують, що радіус k-го інтерференційного кільця визначається формулою

. (2)

З формули видно, що пропорційний порядку інтерференції k.

Вимірювання

В иділивши на екрані 15-20 кілець, насамперед варто пронумерувати темні кільця, радіуси яких підлягають виміру. Номера N = 0, I, 2, 3 і т.д. приписують темним кільцям, у порядку убування їхніх радіусів. Номер N=0 варто приписувати одному із зовнішніх кілець, радіус якого можна визначити за допомогою двох перпендикулярних шкал на поверхні екрана найбільш точно. Після цього потрібно вимірити радіуси п'яти-семи кілець і результати занести до таблиці.

Обробка результатів вимірювання

Вираз (2) можна звести до лінійної залежності між та k у такий спосіб

. (3)

Визначити показник заломлення за (3) методом найменших квадратів в Excel.

Результат представити через середнє значення та границю довірчого інтервалу у виді

Завдання 2

ВИВЧЕННЯ ДИФРАКЦІЇ ВІД ЩІЛИНИ

Я кщо на шляху лазерного пучка поставити щілину, то на екрані за щілиною буде спостерігатися дифракційна картина у виді світлих та темних смуг із центральною найбільш яскравою смугою. Положення мінімуму дифракції від однієї щілини визначається умовою

, (4)

де ширина щілини; кут дифракції, під яким спостерігається мінімуму го порядку, . При малих кутах дифракції, тобто якщо , де відстань від центра дифракційної картини до мінімуму го порядку, а відстань від щілини до екрана, то