Описание экспериментальной установки

Н аблюдение колец Ньютона и измерение их диаметров производится в данной лабораторной работе с помощью измерительного микроскопа МИ–1. Плосковыпуклая линза и соприкасающаяся с ней стеклянная пластинка, закрепленные в специальной оправе, помещаются на горизонтальной плоскости предметного столика микроскопа. На объектив микроскопа надета насадка, в которой под углом 45˚ к оптической оси микроскопа закреплена тонкая стеклянная пластинка (рис. 3). Световой пучок, испускаемый лампой накаливания, частично отражается от нее и падает на пленку между линзой и стеклянной пластинкой. Отраженные от пленки лучи образуют интерференционную картину, которая рассматривается через окуляр микроскопа. (В условиях опыта микроскоп должен быть сфокусирован на выпуклую поверхность линзы в области ее касания со стеклянной пластинкой). В качестве источника света в работе используется осветитель ОИ-19, в выходном окне которого на соответствующей стадии эксперимента устанавливается светофильтр.

Рис. 3

Механическая часть микроскопа позволяет плавно перемещать его тубус в направлении, перпендикулярном к оптической оси, и измерять перемещение с точностью 0,01 мм. Перемещение тубуса производится вращением специального барабана (со шкалой), связанного с держателем тубуса винтовой передачей.

В поле зрения окуляра микроскопа наблюдается визирная линия, которая в процессе измерений совмещается с выбранными точками в интерференционной картине.

Измерения и обработка результатов

Упражнение 1. Определение радиуса кривизны линзы.

Поместите на предметный столик микроскопа линзу со слегка прижатой к ней пластинкой так, чтобы точка их соприкосновения попала в поле зрения объектива. Сфокусируйте микроскоп на четкое изображение колец Ньютона. Установите в световой пучок светофильтр, пропускающий излучение известной длины волны (она указана на оправе светофильтра). Измерьте диаметры 1 и 4 темных интерференционных колец и по формуле (8) определите радиус кривизны поверхности линзы. Аналогичные измерения и вычисления проведите при m = 5, k = 2, а также при m = 6, k =3. (Можно использовать и другие комбинации m и k). По результатам трех измерений вычислите среднее значение радиуса кривизны линзы; оцените погрешность ΔR его измерения данным методом.

Результаты измерений и вычислений сведите в табл. 1:

Таблица 1

№
1
2
3

Упражнение 2. Определение длины световой волны.

Установите в световой пучок микроскопа другой светофильтр (по заданию преподавателя). Измерьте диаметры двух достаточно удаленных колец Ньютона и, используя формулу (8), вычислите длину волны света, пропускаемого исследуемым светофильтром, полагая радиус кривизны линзы известным из упражнения 1. Аналогичные измерения и вычисления проведите при двух других комбинациях номеров колец m и k. Вычислите среднее значение радиуса кривизны линзы; оцените погрешность Δλ его измерения данным методом.

Результаты измерений и вычислений сведите в табл. 2:

Таблица 2

№
1
2
3