6. Лабораторная работа № 5 определение показателя преломления стекла интерференционным методом

1. Цель работы

Определение относительного показателя преломления стеклянной пластины.

2. Подготовка к работе

Прочитать в учебниках следующие параграфы: [1] §§ 119–121; [2] §§ 31.1, 31.2. Для выполнения работы студент должен знать: а) суть явления интерференции; б) понятие когерентности, оптической длины пути, оптической разности хода; в) условия наблюдения максимумов и минимумов в интерференционной картине.

3. Выполнение работы

3.1. Описание лабораторной установки

Из лазера 1 (рис. 6.1) световой пучок падает на короткофокусный объектив 2 и, становясь расходящимся, освещает плоскопараллельную пластину 3.

Отражаясь от ее передней и задней поверхности, световые лучи получают разность хода и интерферируют между собой. На экране Э интерференционная картина наблюдается в виде темных и светлых концентрических колец (полос равного наклона).

3 .2. Методика измерений и расчётов

3.2.1. Ознакомившись с устройством и работой всех узлов установки, включить лазер.

3.2.2. На экране установки поместить лист миллиметровой бумаги. Сделать в ней отверстие, совпадающее с центром луча лазера. Сориентировать пластину 3 перпендикулярно направлению луча лазера так, чтобы центральный луч, отражаясь от нее, попадал в центр отверстия на бумаге. Получить интерференционную картину в виде концентрических колец.

3.2.3. Пронумеровать наблюдаемые темные кольца в порядке возрастания их радиусов: 1, 2, 3, …

3.2.4. Измерить диаметры колец по горизонтали и по вертикали  . Результаты измерений занести в табл. 6.1.

3.2.5. Найти средние значения , их квадраты  .

3.2.6. Построить график .

3.2.7. По графику определить тангенс угла наклона графика, равный значению , и найти показатель преломления стеклянной пластины по формуле . Оценить погрешность измерений.

Таблица 6.1

Результаты измерений радиусов темных колец и полученные значения величин: , , ,

N
	м	м	м	м2
1
2
…
8
9

3.2.8. Рассчитать максимальный порядок интерференции:

,

где – длина волны лазера.

3.2.9. По графику найти , продолжив прямую до пересечения с осью . По формуле вычислить значение интерференционного порядка кольца, за которым все последующие кольца были пронумерованы.

3.3. Сделать вывод о сути линий равного наклона и интерференционного метода определения показателя преломления стекла.