Студопедия

Главная страница Случайная страница

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Измерение малых толщин по интерференционным линиям в спектре

 

 

  Дата Баллы Подпись преподавателя примечание
Выполнение л/р        
Трофимов А.О.        
Доценко Н. А.        
Подготовка отчета        
Защита л/р        
Трофимов А.О.        
Доценко Н. А.        

 

 

Выполнили: Трофимов А.О.

Доценко Н. А.

Группа 3351

 

 

Преподаватель: Красавцев В. М.

 

 

Цель работы: познакомиться с практическим применением интерференционных полос равного хроматического порядка для измерения малых толщин пластинок.

 

Теоретическая часть:

В лабораторной работе использовались следующие схемы установок.

Рис. 1. Схема установки для измерения малых толщин по интерференционным линиям в спектре

1 - трансформатор 220/10 в 300 вт. 2 – лампа К24 – 17 в 170 вт. 3 – конденсор. 4 – полупрозрачная пластинка. 5 – кювета №1 (рис.1-а) и №2 (рис.1-б).

6 – конденсор. 7 – монохроматор УМ-2 с окулярной насадкой. 8 – окуляр.

Исходя из схемы установки видно, что монохроматический свет отражается от тонкой прозрачной пленки между лучами, отраженными от ее верхней и нижней поверхностей, возникает некоторая разность хода.

(1)

В зависимости от значений получается разнообразный интерференционный эффект. Условием максимума или минимума отражения (без учета возможной потери полуволны) будет

(2)

где – целое число, причем четные значения соответствуют максимумам, а нечетные – минимумам.

В случае освещения тонкой пленки белым светом отраженный свет будет иметь различную интерференционную окраску. Однако при больших значениях интерференционная окраска не наблюдается. Но если рассматривать этот свет в спектроскоп, то в спектре будет наблюдаться система светлых и темных полос равного хроматического порядка.

С помощью этих полос можно измерить толщину воздушного слоя кювет. Формула для расчета толщины пленок

(3)

Из выражения (3) видно, что величину можно определить, измерив число интерференционных полос между длинами волн и

Исходные данные и расчеты:

 

 

Таблица 1.

Измерение воздушного промежутка кюветы № 1.

N m, o λ, нм 1/λ, мкм-1 h, мкм
    667, 5 1, 50  
    627, 5 1, 59  
      1, 68  
      1, 77 55, 19
      1, 85 58, 09
      1, 95 55, 63
      2, 05 53, 71
      2, 14 51, 82
      2, 22 55, 74
      2, 32 55, 35
Ср. знач. 55, 08

 

Таблица 2.

Измерение воздушного промежутка кюветы № 2.

 

N m, o λ, нм 1/λ, мкм-1 h, мкм
      1, 59  
      1, 67  
      1, 72  
      1, 79 78, 61
      1, 86 79, 52
      1, 91 78, 59
      1, 98 75, 60
      2, 06 72, 62
      2, 13 69, 57
      2, 19 71, 82
  Ср. знач.   75, 19

 

 

В лабораторной работе была рассчитана толщина кювет №1 и №2.

Способ 1. Подставив в формулу (3) все известные величины, посчитали толщину кювет №1 и №2. Полученные значения усреднили. Данные представлены в таблицах 1 и 2.

 

Способ 2. Определение толщины используя графический метод, построив выражение (3) в координатах . Очевидно, что тангенс угла наклона графика равен .

По графику №1 угловой коэффициент составил 109, 78. Следовательно толщина кюветы №1 равняется 54, 89.

По графику №2 угловой коэффициент составил 150, 36. Следовательно толщина кюветы №2 равняется 75, 18.

 

 

В лабораторной работе была вычислена погрешность измерений толщины кюветы №1. Для каждой пары значений λ 1 и λ 2 находилась δ по формуле

(4)

где и

 

Среднеарифметическое значение полученных δ и стала искомой погрешностью степени поляризации.

 

(5)

 

В результате вычислений погрешность измерений составила 11, 32 %.

 

 

Экспериментальные графики.

 

 

 

График 1. График обратной пропорциоанльной зависимости количества полос от длины волны для кюветы №1.

 

 

График 2. График обратной пропорциоанльной зависимости количества полос от длины волны для кюветы №2.

 

Вывод:

1. В приведенном опыте мы можем наблюдать интерференционную картину в спектрах, которая возникает при взаимодействии системы волн в отраженном от кюветы и полупрозрачной пластинки свете.

2. Интерференционную картину видим только с помощью монохроматора из-за того, что происходит ослабление света, потому что обе системы волн, дойдя до монохроматора будут уже неравной силы вследствие неодинакового числа отражений.

3. В опытах по изучению мыльных пленок, их толщина варьируется от 10 до 100 мкм. Полученное нами значение толщины пленки сопоставимо с ними, что показывает, что результат может считаться справедливым.

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Длина когерентности. Связь между шириной спектра излучения | 
Поделиться с друзьями:

mylektsii.su - Мои Лекции - 2015-2024 год. (0.009 сек.)Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав Пожаловаться на материал