Лабораторная работа №10 (часть 2)


НазваниеЛабораторная работа №10 (часть 2)
страница8/11
Дата публикации03.07.2013
Размер1.15 Mb.
ТипЛабораторная работа
userdocs.ru > Физика > Лабораторная работа
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

4. Исследование интерференционной картины в опыте Юнга
Компьютерная модель, которая используется в работе, соответствует установке для наблюдения опыта Юнга.
^ Контрольное задание 2
Теперь вам необходимо выполнить вариант задания, указанный преподавателем, из следующего списка. Полученные результаты необходимо занести в лабораторную тетрадь.
Вариант 1.

Расстояние между двумя когерентными источниками света ( = 380 нм) равно d = 2 мм, а расстояние от источников до экрана ^ L = 4 м. Определить расстояние l между светлыми полосами на экране в средней части интерференционной картины.
Вариант 2.

Расстояние между двумя щелями в опыте Юнга d = 1,5 мм, расстояние от щелей до экрана ^ L = 4 м, расстояние между максимумами яркости смежных интерференционных полос на экране l =1,01 мм. Определить длину волны источника монохроматического света.
Вариант 3.

Во сколько раз увеличится расстояние l между соседними интерференционными полосами на экране в опыте Юнга, если зеленый светофильтр ( = 500 нм ) заменить красным ( = 650 нм )?
Вариант 4.

В опыте Юнга отверстия освещались монохроматическим светом длиной волны  = 400 нм, расстояние между отверстиями d = 3 мм и расстояние от отверстий до экрана L = 4 м. Найти положение трех первых светлых полос относительно нулевой.

Вариант 5.

Во сколько раз в опыте Юнга нужно изменить расстояние до экрана d, чтобы 2-я светлая полоса новой интерференционной картины оказалась на том же расстоянии от нулевой, что и 1-я светлая в прежней картине?
Вариант 6.

Расстояние между щелями в опыте Юнга d = 2,5 мм и  = 600 нм. Каково расстояние между соседними светлыми полосами l на экране, если расстояние от щелей до экрана равно L = 4 м?
Вариант 7.

В опыте Юнга берется вначале монохроматический свет с длиной волны 1, затем - ( 2 > 1). При каком значении d 1-я светлая полоса сместится на 0,26 мм? Измерения провести для 1= 500 нм и 2=700 нм.
Вариант 8.

В опыте Юнга вначале берется свет с длиной волны 1 = 760 нм, а затем 2. Какова длина волны во втором случае, если 1-я светлая полоса в первом случае совпадает со 2-й светлой во втором?
Вариант 9.

Найти длину волны монохроматического излучения, если в опыте Юнга расстояние первого интерференционного максимума от центральной полосы l =1,06 см. Данные установки: L = 4 м, d = 1,7 мм.
Вариант 10.

Во сколько раз в опыте Юнга нужно изменить расстояние до экрана d, чтобы 2-я темная полоса новой интерференционной картины оказалась на том же расстоянии от нулевой, что и 1-я темная в прежней картине?
Вариант 11.

В опыте Юнга вначале берется свет с длиной волны 1 = 760 нм, а затем . Какова длина волны во втором случае, если 1-я темная полоса в первом случае совпадает со 1-й светлой во втором?
Вариант 12.

Во сколько раз увеличится расстояние l между соседними интерференционными полосами на экране в опыте Юнга, если фиолетовый светофильтр ( = 400 нм) заменить желтым ( = 600 нм)?
Теперь можно перейти к третьей части лабораторной работы.

^ Лабораторная работа 16 (часть 3).

Контрольное задание.

Контрольное задание 3 (повышенной сложности)

Вариант 1.

Расстояние между вторым и первым темными кольцами Ньютона в отраженном свете равно r2 - r1 = 1 мм. Определить расстояние r10 - r9 между десятым и девятым кольцами.
Вариант 2.

Плоско-выпуклая линза выпуклой стороной лежит на стеклянной пластинке. Определить толщину слоя воздуха там, где в отраженном свете (= 0,6 мкм) видно первое светлое кольцо Ньютона.
Вариант 3.

Плоско-выпуклая линза с оптической силой D = 2 дп выпуклой стороной лежит на стеклянной пластинке. Радиус четвертого темного кольца Ньютона в проходящем свете r4 = 0,7 мм. Определить длину световой волны .
Вариант 4.

Диаметры двух светлых колец Ньютона di = 4,0 мм и dk = 4,8 мм. Порядковые номера колец не определялись, но известно, что между двумя измеренными кольцами расположено три светлых кольца. Кольца наблюдались в отраженном свете ( = 500 нм). Найти радиус кривизны R плоско-выпуклой линзы, взятой для опыта.
Вариант 5.

На стеклянную пластинку положена выпуклой стороной плоско-выпуклая линза. При нормальном падении на плоскую границу линзы красного света ( = 610 нм) радиус пятого светлого кольца Ньютона оказывается равным r5 = 5 мм. Определить:

а) радиус кривизны R выпуклой границы линзы;

б) оптическую силу D линзы;

в) радиус третьего светлого кольца r3.
Вариант 6.

Найти расстояние r21 - r20 между двадцатым и двадцать первым светлыми кольцами Ньютона, если расстояние между вторым и третьим равно r3 - r2 = 5 мм.

Вариант 7.

Найти фокусное расстояние f плоско-выпуклой линзы, примененной для получения колец Ньютона, если радиус третьего светлого кольца равен r3 = 1,1 мм; nстекла = 1,6;  = 5890 Ао. Кольца наблюдались в отраженном свете.
Вариант 8.

Расстояние между пятым и двадцать пятым светлыми кольцами Ньютона равно r25 - r5 = 9 мм. Наблюдение проводится в отраженном свете. Радиус кривизны линзы R = 15 м. Найти длину волны монохроматического света, падающего нормально на установку.
Вариант 9.

Найти расстояние r16 - r3 между третьим и шестнадцатым темными кольцами Ньютона, если расстояние между вторым и двадцатым темными кольцами равно r20 – r2 = 4,8 мм. Наблюдение проводится в отраженном свете.
Вариант 10.

Установка для наблюдения колец Ньютона освещается монохроматическим светом с длиной волны  = 0,6 мкм, падающим нормально. Найти толщину воздушного слоя между линзой и стеклянной пластинкой в том месте, где наблюдается четвертое темное кольцо в отраженном свете.
Вариант 11.

На пути одного луча в интерференционной установке Юнга стоит трубка длиной l = 2 см с плоскопараллельными стеклянными основаниями и наблюдается интерференционная картина, когда эта трубка заполнена воздухом. Затем трубка наполняется хлором и при этом наблюдается смещение интерференционной картины на N = 20 полос. Вся установка заключена в термостат, поддержиающий постоянную температуру. Наблюдения проводятся со светом линии натрия  = 5890 Ао. Принимая показатель преломления воздуха равным n = 1,000276, найти показатель преломления хлора. В какую сторону смещаются полосы интерференции при наполнении сосуда хлором?
Вариант 12.

Пучок лазерного излучения с  = 632,8 нм падает по нормали на преграду с двумя узкими параллельными щелями. На экране, установленном за преградой, наблюдается система интерференционных полос. В какую сторону и на какое число полос сместится интерференционная картина, если одну из щелей перекрыть прозрачной пластинкой толщины a = 10 мкм, изготовленной из материала с показателем преломления n = 1,633?
Вариант 13.

Наблюдатель отсчитывает ширину 10 колец Ньютона вдали от их центра. Она оказывается равной ^ 0,7 мм. Ширина следующих колец оказывается равной 0,4 мм. Наблюдение производится в отраженном свете при длине волны  = 589 нм. Определить радиус R кривизны поверхности линзы.

^ 5. Контрольные вопросы

1. Что такое когерентные источники света?

2. В чем заключается явление интерференции световых лучей?

3. Что такое оптическая длина пути?

4. Какому условию должна удовлетворять разность хода между интерферирующими лучами для наблюдения в заданной точке максимума (минимума) интенсивности?

5. Укажите, какие лучи интерферируют между собой при образовании колец Ньютона?

6. Почему центр колец Ньютона, наблюдаемых в отраженном свете, обычно темный?

7. Нарисуйте принципиальную схему интерферометра Юнга с указанием интерферирующих лучей.

8. Какому условию удовлетворяют интерференционные максимумы в опыте Юнга?

9. Какому условию удовлетворяют интерференционные минимумы в опыте Юнга?

ЛИТЕРАТУРА



  1. Моделирование физических процессов и явлений: Лабораторный практикум. – Новосибирск, 1986. – 92 с.

  2. Физический практикум. – под ред. Ивероновой В.И. – М.: Наука, 1967.

Ч. I. Механика и молекулярная физика. – 352 с.

Ч. II. Электричество и оптика. – 815 с.
Лабораторная работа № 17 (часть 1).

Дифракция.
^ 1. Краткая теория
bm186
Дифракцией света называется явление отклонения света от прямолинейного направления распространения при прохождении у края препятствия. Если на пути параллельного светового пучка расположено круглое препятствие (круглый диск, шарик или круглое отверстие в непрозрачном экране), то на экране, расположенном на достаточно большом расстоянии появляется система чередующихся светлых и темных колец. Если препятствие имеет линейный характер (щель, нить, край экрана), то на экране появляется система параллельных дифракционных полос.

Теория дифракционных явлений была создана французским физиком Френелем в 1818 г. на основе волновых представлений. Френель дополнил принцип Гюйгенса идеей об интерференции вторичных волн. Это позволило выполнить расчет дифракционных картин от различных простых препятствий.

Дифракционная теория была построена на основе понятия зон Френеля. Для круглых препятствий радиус bm187 кольцевых зон Френеля равен
bm188,
где - длина световой волны, L - расстояние от препятствия до плоскости наблюдения. Результат дифракции сильно зависит от числа m зон Френеля, укладывающихся на препятствии (bm189)
bm190.
При нечетном числе m в центре дифракционной картины при дифракции на круглом отверстии наблюдается светлое пятно, при четном m - темное.

При дифракции на круглом диске (или шарике) в центре дифракционной картины всегда наблюдается светлое пятно (пятно Пуассона).

При дифракции на линейных препятствиях ширины d характер дифракционной картины также зависит от числа m полоскообразных зон Френеля, определяемого соотношением
bm191.
Число зон Френеля, укладывающихся на препятствии, однозначно характеризует вид дифракционной картины. Это позволяет моделировать дифракционные явления, используя волны другой области спектра и выбрав соответствующие геометрические размеры установки. Так, например, можно моделировать дифракцию радиоволн с помощью света.
^ 2. Исследование дифракции света
Компьютерная модель, которая используется в работе, соответствует установке для наблюдения дифракции света на круглом отверстии, длинной щели, шарике и игле.
^ Контрольное задание 1
Теперь вы должны выполнить указанный преподавателем вариант следующего задания. Полученные результаты необходимо занести в лабораторную тетрадь.
Вариант 1.

Найти число m зон Френеля, которые открывает отверстие радиуса R = 4,3 мм для точки, находящейся на расстоянии L = 10 м от центра отверстия, в случае, если волна, падающая на отверстие, плоская, а ее длина 1) 1 = 380 нм, 2) 2 = 760 нм.
Вариант 2.

На непрозрачную преграду с отверстием радиуса R1 = 1 мм падает монохроматическая плоская световая волна. На расстоянии от преграды до установленного за ней экрана L = 10 м, в центре дифракционной картины наблюдается максимум интенсивности. При увеличении радиуса отверстия до значения R2 = 4,3 мм максимум интенсивности сменяется минимумом. Определить длину волны света.

Вариант 3.

На пути плоской световой волны с длиной  = 380 нм помещена непрозрачная плоскость, в которой имеется длинная щель ширины d = 6,8 мм. За преградой на расстоянии L = 10 м от нее поставлен экран, на котором находится точка P. Требуется определить число зон, открываемых щелью для точки экрана P, расположенной против середины щели.
Вариант 4.

Свет от монохроматического источника ( = 600 нм) падает нормально на диафрагму с круглым отверстием. Диаметр отверстия 2R = 4,8 мм. За диафрагмой на расстоянии L = 10 м от нее находится экран. 1) Сколько зон Френеля m укладывается на отверстии диафрагмы? 2) Каким будет центр дифракционной картины на экране: темным или светлым?
Вариант 5.

На диафрагму с круглым отверстием, радиус которого R = 2,8 мм падает нормально параллельный пучок монохроматического света ( = 450 нм). На расстоянии L = 10 м между диафрагмой и экраном в центре дифракционной картины наблюдается темное пятно. При каком наибольшем радиусе отверстия Rmax в центре дифракционной картины еще будет наблюдаться темное пятно?
Вариант 6.

На щель шириной d = 2,3 мм падает нормально параллельный пучок монохроматического света с длиной волны  = 500 нм. Найти расстояния от центра дифракционной картины до ближайших трех минимумов освещенности.
Вариант 7.

На щель шириной d = 2,8 мм падает нормально параллельный пучок монохроматического света с длиной волны  = 400 нм. Найти ширину изображения щели на экране, удаленном от щели на L = 10 м. Шириной изображения считать расстояние между первыми дифракционными максимумами, расположенными по обе стороны от главного максимума освещенности.

Вариант 8.

На щель падает нормально параллельный пучок монохроматического света с длиной волны  = 475 нм. Ширина щели равна d = 2,3 мм. Под каким углом будет наблюдаться третий дифракционный минимум света?
Вариант 9.

Какой должна быть ширина щели d, чтобы первый дифракционный минимум наблюдался на экране, удаленном на L = 10 м, на расстоянии x = ±2 мм от центра дифракционной картины при освещении: 1) красным светом (1 = 650 нм), 2) синим светом (2 = 450 нм)?
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

Похожие:

Лабораторная работа №10 (часть 2) iconЛабораторная работа №3
Цель занятия: Работа в программе Проводник. Работа в системе окон Мой компьютер; быстрый поиск объектов; настройки пользовательского...
Лабораторная работа №10 (часть 2) iconЛабораторная работа 2012. Фэф часть 1
Перед выполнением лабораторной работы необходимо изучить «Методические указания к выполнению лабораторной работы по дисциплине «Статистика»,...
Лабораторная работа №10 (часть 2) iconЛабораторная работа №1
Работа в интегрированной среде borland pascal на примере программ линейной структуры
Лабораторная работа №10 (часть 2) iconЛабораторная работа Работа с почтовым клиентом
Майкрософт. Office Outlook 2010 помогает пользователям лучше распоряжаться временем и информацией, устанавливать любые контакты,...
Лабораторная работа №10 (часть 2) iconЛабораторная работа № Работа с массивами и записями
Получить представление о том, что такое массив и научиться разрабатывать алгоритмы решения задач с использованием массивов в среде...
Лабораторная работа №10 (часть 2) iconЛабораторная работа 3 Теоретическая часть
Оборотные средства — это совокупность оборотных производственных фондов и фондов обращения в денежном выражении. Эти составные части...
Лабораторная работа №10 (часть 2) iconЛабораторная работа №6 Работа с отчетами
Получить практические навыки работы с отчетами в бд microsoft Office Access 2003, научиться создавать отчеты и задавать параметры...
Лабораторная работа №10 (часть 2) iconЛабораторная работа №9 Тема: Построение модели межотраслевого баланса
Каждая отрасль является «чистой» − это условная отрасль, которая объединяет все производство данного продукта независимо от ведомственной...
Лабораторная работа №10 (часть 2) iconЛабораторная работа

Лабораторная работа №10 (часть 2) icon1 Работа в среде Visual Studio. Net 200 Часть II. Программирование на vb – первый уровень 200
Работа с мышью и клавиатурой 201 Часть III. Программирование на vb второй уровень 201
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2015
контакты
userdocs.ru
Главная страница