Схема установки показана на рис. 5.
Рис. 5 Схема экспериментальной установки: 1 – лазер; 2 – микрообъектив, преобразующий плоскую волну, излучаемую лазером в сферическую, 3 – диафрагма с круглым отверстием; 4 – экран
1. Включите лазер. Длина волны излучения лазера =0,63 мкм.
2. Поместите микрообъектив как можно ближе к лазеру, а экран как можно дальше от него. Диафрагму с отверстием поместите на расстоянии приблизительно 60 см от экрана. По виду дифракционной картины определите , измерьте и . Результаты занесите в таблицу 1. Придвигая диафрагму с отверстием к микрообъективу, измеряйте и , определяйте . Результаты заносите в таблицу 1. Число измерений должно быть не менее десяти.
3. Рассчитайте радиус отверстия по формуле:
(8)
и занесите результаты расчетов в таблицу 1.
4. Рассчитайте среднее значение радиуса отверстия и ширину доверительного интервала . Результаты занесите в таблицу 1.
Таблица 1. Результаты измерений и расчета
№ измерения | Число зон Френеля | Расстояние , м | Расстояние , м | Радиус отверстия , м | Среднее значение радиуса отверстия , м | , м | ||
1 |
|
| ||||||
2 | ||||||||
3 | ||||||||
4 | ||||||||
5 | ||||||||
6 | ||||||||
7 | ||||||||
8 | ||||||||
9 | ||||||||
10 |
Контрольные вопросы
1. Какое явление называется дифракцией?
2. Сформулируйте принцип Гюйгенса-Френеля.
3. По какому принципу волновой фронт делится на зоны Френеля?
4. Почему вторичные волны от соседних зон Френеля гасят друг друга в точке наблюдения?
5. Опишите дифракционную картину, получаемую на экране, при дифракции света на круглом отверстии.
6. Расскажите о порядке выполнения работы.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ И РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Сивухин Д.В. Общий курс физики: Оптика: Учеб.пособие для вузов / Д. В. Сивухин. - М.: Наука, 1980. - 751 с.
2. Ландсберг Г.С. Оптика: учеб.пособие для студентов физ. специальностей вузов / Г. С. Ландсберг. - Изд. 5-е, перераб. и доп. - М.: Наука, М., 2006. - 926 с.
3. Савельев, И.В. Курс общей физики. В 3 т. Том 2. Электричество и магнетизм. Волны. Оптика: учебное пособие / И.В. Савельев. - СПб: Лань, 2017. - 500 с.
4. Савельев, И.В. Курс общей физики. В 5-и тт. Том 4. Волны. Оптика: учебное пособие / И.В. Савельев. -СПб: Лань, 2011. - 256 с.