Ю.Г. Карпов, Т.И. Папушина,

А.А. Повзнер, А.Н. Филанович

ЛАБОРАТОРНЫЙ ФИЗИЧЕСКИЙ ПРАКТИКУМ

Часть 5

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ КОЛЕБАНИЯ. ВОЛНОВАЯ ОПТИКА

Рекомендовано для всех технических направлений подготовки всех форм обучения.

Научный редактор: проф., д-р физ.-мат. наук, проф. А.Д. Ивлиев

Подготовлено кафедрой физики

Учебное пособие по подготовке к лабораторным занятиям по теории колебаний и волновой оптике. Приведены описания лабораторных работ по изучению колебаний и законов волновой оптики

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………3

1. Определение длины волны света с помощью колец

Ньютона (Работа № 26)………………………………………………4

2.Определение длины волны с помощью дифракционной

решётки (Работа № 29)……………………………………………..15

3.Получение и изучение поляризованного света (Работа № 27)…...27

4.Изучение поляризации и дифракции лазерного излучения

(Работа № 23)………………………………………………………46

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК…………………………………56

ВВЕДЕНИЕ

В настоящем пособии приведены методические указания по выполнению лабораторных работ, в которых изучаются основные волновые свойства света: интерференция, дифракция и поляризация света.

В описании к каждой работы приведены краткие теоретические сведения об исследуемом явлении, описание установки и оборудования для проведения работы, ход работы, а также форма отчёта по данной работе. При проведении ряда работ используется компьютер, на мониторе которого отображаются результаты измерений в виде графических зависимостей.

В соответствии с рабочей программой курса физики студенты специальности «Информационные технологии» выполняют работу № 29, строительных специальностей - № 23, № 26. Студенты всех остальных технических специальностей выполняют работы № 23, № 29.

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЛИНЫ ВОЛНЫ СВЕТА С ПОМОЩЬЮ КОЛЕЦ НЬЮТОНА

(Работа № 26)

Кольца Ньютона

Кольца Ньютона являются частным случаем полос равной толщины. Они получаются следующим образом. Плосковыпуклая линза с большим радиусом кривизны помещается на толстую плоскопараллельную стеклянную пластину (рис. 1.1). Тонкая кольцеобразная прослойка воздуха между линзой и пластиной является "клином" с малым переменным преломляющим углом. Поэтому при освещении линзы параллельным пучком света, направленным перпендикулярно к ее плоской поверхности, в воздушном клине появляется интерференционная картина в виде чередующихся темных и светлых концентрических колец, так как места с одинаковой толщиной воздушного слоя образуют окружности с центром в точке соприкосновения линзы и пластины. Так как угол воздушного "клина" мал (на рис.1.1 этот угол сильно преувеличен), то оптическую разность хода волн 2 и 1 при их почти нормальном падении на "клин" можно с достаточной степенью точности найти по формуле :

(1.1)

Используя условия усиления и ослабления света, можно получить условия максимумов и минимумов для интерференционных колец (рис. 1.1). Светлые кольца будут соответствовать условию

, , ( 1.2)

а темные

, . (1.3)

В условиях (1.2) и (1.3) m обозначает номер кольца. Ближайшее к центру кольцо соответствует m = 1, следующее m = 2 и т.д. При этом нумерация для темных и светлых колец ведется раздельно. В центре образуется темное пятно, соответствующее m = 0.