Інтерфейс програми “Дослід Юнга”

Першим дослідом, яким доведено можливість отримати інтерференцію світлових хвиль, був дослід Юнга. Користуючись схемою цього досліду, можна визначити довжину світлової хвилі. Розглянемо хід променів в дослідній установці (рисунок 64.1).

Р исунок 64.1

Світло від джерела S через вузьку діафрагму С спрямовується на подвійну щілину Н. Лінза L фокусує світлові промені. Світлові промені від щілини пропускають через світлофільтри F. У мікроскоп М спостерігають інтерференційну картину.

Р o1 исунок 64.2

З рисунка 64.2 маємо:

, (64.3)

де – відстань від максимуму та мінімуму порядку m до О₁; L – відстань від подвійної щілини до екрану; d – відстань між центрами щілин (замість S₁D беремо d, оскільки кут досить малий). Знайдемо для двох довільних темних смуг на екрані їх відстань від точки О₁. Для цього запишемо умови мінімуму інтерференції:

. (64.4)

Тоді шукані відстані згідно (64.3) дорівнюють:

. (64.5)

Відстань між обраними темними смугами

звідки довжина хвилі

, (64.6)

де (n – кількість світлих смуг між досліджуваними темними смугами).

Порядок виконання

Завдання 1 Ознайомлення з комп’ютерною програмою

Ознайомитися з інтерфейсом комп’ютерної програми “Дослід Юнга”.
Міняючи відстань між щілинами, відстань до екрану, і довжину хвилі визначити, як міняється інтерференційна картина при зміні цих параметрів.
Міняючи параметри “Монохроматичний”, “Біхроматичний” та “Прямокутний спектр” (див. Інтерфейс програми) отримати чітку інтерференційну картину для різних довжин хвиль.

Завдання 2 Визначення довжини світлової хвилі

Для певної довжини хвилі (задається викладачем) при “Монохроматичному” досліді добитися того, щоб на екрані укладалася ціла кількість темних смуг n.
Роздрукувавши з програми інтерференційну картину, визначити розмір зображення інтерференційної картини () за допомогою лінійки. На основі формули (64.6) визначити довжину світлової хвилі в досліді Юнга.
Дослід повторити 4 рази для інших параметрів L i d.
Визначити середнє значення і похибки для довжини світлової хвилі та записати їх у висновок.

Завдання 3 Визначення розміру інтерференційної картини

При фіксованому значенні L і λ (задається викладачем) провести “Монохроматичний” дослід так, щоб на екрані укладалася ціла кількість темних смуг n.
Дослід повторити 10 раз, міняючи параметр d.
З отриманих результатів побудувати графік залежності N = f(d).
Обчислити розмір зображення інтерференційної картини , де – тангенс кута нахилу прямої на графіку залежності N = f(d). Порівняйте його із у завданні 2.
Результати записати у висновку.