Измерение длины световой волны
с помощью бипризмы Френеля
Бипризма Френеля состоит из двух прямоугольных призм, сложенных основаниями. Обычно обе призмы изготовляются из одного куска стекла и имеют очень малые преломляющие углы. В сечении бипризма Френеля представляет собой равнобедренный треугольник с углом, близким к 180.
Свет от монохроматического источника (например, от узкой освещенной щели, перпендикулярной плоскости чертежа) падает на бипризму и преломляется в ней. В заштрихованной области преломленные пучки интерферируют, и на экране образуются светлые и темные полосы, т.е. интерферирующие пучки света будто бы исходят из точек S1 и S2, в которых находятся мнимые изображения источника света S. Эти мнимые изображения и являются источниками когерентных световых волн.
Измерив расстояние d (между мнимыми источниками света S1 и S2), a (от источника света до экрана) и b (между соседними полосами), можно по формулам
вычислить длину волны, испускаемую источником света.
Рабочая установка состоит из осветителя, щели, ширину которой можно менять, и бипризмы Френеля.
Щель, укрепленная неподвижно, и бипризма установлены на одном рейтере. Бипризма вставлена в специальную подставку, вращением которой вокруг оптической оси установки ребро призмы ставят параллельно щели. Тогда полосы получаются достаточно резкими.
номер измерения |
отсчет |
|
разность отсчетов |
число полос |
b, мм |
bср., мм |
|
слева |
справа |
|
|
|
|
1 |
24.40 |
бар.29 Шк.27 |
4,59 |
6 |
0.765 |
0.625 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
24.36 |
бар.25 Шк.27 |
3,52 |
6 |
0.503 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
24.30 |
бар.27 Шк.28 |
4,55 |
6 |
0.650 |
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
24.32 |
бар.26 Шк.28 |
3,49 |
6 |
0.582 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пример вычисления:
b=4,59:6=0,765
С1 и С2 – расстояния между изображениями щелей., измеренные микроскопом.
-
О пределяем расстояние a от щели до микроскопа.
-
z1
Отсчет изображения щели
С1
z2
Отсчет изображения щели
C2
p=Z1-Z2
левого
правого
левого
правого
1
шк 25 бар67
шк 22 бар13
3,54
2
шк 25 бар80
шк 23 бар21
2,59
120мм
2
шк 24 бар68
шк 22 бар11
2,57
шк 25 бар80
шк 24 бар67
1,13
3
шк 25 бар68
шк 22 бар12
3,55
шк 26 бар82
шк 23 бар27
3,55
4
шк 25 бар67
шк 21 бар14
4,53
шк 26 бар75
шк 24 бар27
2,48
cреднее значение с1=3,5
среднее значение с2=2,4
кончательно длину волны вычисляем по формуле:
6. Погрешность измерения равна половине цены деления. В данном случае погрешность равна
Министерство образования РФ
Санкт-Петербургский Государственный Горный институт им .Г. .В. .Плеханова
(Технический университет)
Кафедра общей и технической физики
Лабораторная работа №12.
Измерение длины световой волны с помощью бипризмы Френеля.
Выполнил:
Студент гр ТПП-00-2
Землянский В.С.
Проверил:
Варшавский С.П.
Санкт-Петербург
2001 г.