Nr ćwicz.
305
Data:
28.05.
2009
Agnieszka Kamińska
Marta Dębska
Wydział
Technologii Chemicznej
Semestr:
I I
Grupa
3
prowadzący: dr A. Skibiński
Przygotowanie:
Wykonanie:
Ocena ostat.:
Temat: Wyznaczanie długości fali świetlnej za pomocą pierścieni Newtona.
Kołowe pierścienie interferencyjne, zwane pierścieniami Newtona, powstają, gdy równoległa wiązka światła pada na układ złożony z dokładnie płaskiej płyty szklanej oraz leżącej na niej soczewki o promieniu krzywizny R (rys. obok).
Między soczewką i płytą znajduje się warstwa powietrza o grubości d wzrastającej wraz ze wzrostem odległości od osi układu.
Obraz interferencyjny powstaje w wyniku nałożenia promieni odbitych od dolnej powierzchni soczewki i od górnej powierzchni płyty.
Różnica dróg geometrycznych obu promieni wynosi 2d. Dla obliczenia dróg optycznych przyjmujemy, że współczynnik załamania powietrza jest równy jedności, a także uwzględniamy fakt, że odbiciu od ośrodka gęstszego towarzyszy zmiana fazy o , czemu odpowiada dodatkowa różnica dróg .
Biorąc powyższe pod uwagę możemy napisać warunek powstania jasnego pierścienia interferencyjnego:
(1)
Na podstawie rysunku możemy wyrazić grubość warstwy powietrznej przez promień pierścienia interferencyjnego a:
(2)
Jeżeli a/R<<1, to można powyższe wyrażenie przedstawić w postaci
(3)
Łącząc powyższe równanie z równaniem (1) otrzymamy
(4)
Otrzymane równanie określa promienie jasnych prążków interferencyjnych.
W miejscu zetknięcia się soczewki z płytą tworzy się bardzo cienka warstwa powietrza, o grubości wielokrotnie mniejszej od długości fali. Różnica dróg optycznych powstająca między promieniami w tym punkcie jest skutkiem jedynie straty połowy długości fali przy odbiciu od płyty. W rezultacie wynosi ona - w środku obrazu interferencyjnego obserwujemy ciemne pole.
Jeżeli układ oświetlamy światłem białym, powstają barwne pierścienie, które przy wyższych rzędach m zachodzą na siebie.
Analiza wyników:
Rząd prązka
al [m]
ap [m]
am [m]
R [m]
∆ R [m]
1
0,02022
0,01991
0,000155
0,0816
3,65E-10
2
0,020555
0,01991
0,000485
0,266
3,81E-10
3
0,028
0,019585
0,000713
0,345
3,36E-10
4
0,0299
0,019375
0,00091
0,402
3,06E-10
5
0,021155
0,01917
0,001053
0,418
2,76E-10
6
0,02135
0,01905
0,001255
0,486
2,69E-10
7
0,02149
0,01884
0,001393
0,506
2,52E-10
8
0,021605
0,018705
0,001523
0,525
2,39E-10
9
0,021735
0,01856
0,001643
0,539
2,28E-10
10
0,02186
0,01854
0,001758
0,552
2,18E-10
...