Файл: Рухляда Н.Я. Максимушкина А.В. Методичка лабораторные Оптика.pdf

Оптический стол и лазер

1.Поместить горизонтально оптический стол (а) на прочный лабораторный стол.

2.Разместить лазер на левый край оптического стола.

3.Подключить лазер на платформе и включить его.

4.Ослабить три гайки регулировочных винтов на платформе.

5.С помощью регулировочных винтов настроить высоту и наклон лазера так, чтобы луч шел строго горизонтально примерно на 73 мм выше плоского стола.

6.Затянуть гайки.

Настройка полупрозрачной пластинки

1.Убедиться, что пластинка (b) отражает луч горизонтально. Для этого, поместить пластинку с оптическим основанием на пути пучка в противоположном конце оптического стола и отразить лазерный луч в точку рядом с отверстием излучателя лазера.

2.Скорректировать наклон пластинки, и таким образом путь луча. При необходимости воспользоваться двумя регулировочными винтами на стержне.

3.Поместить пластинку (b) на пути светового пучка под углом 450, как показано на рис.2. Полупрозрачный слой должен быть обращен лицом к лазеру.

4.Установить делитель луча (с) параллельно делителю пучка (b), так чтобы оба частичных пучка падали под углом 450; убедитесь, чтобы был лицом к экрану (g).

Регулировка плоских зеркал

1.Расположить плоское зеркало (d) в пучке, отраженном полупрозрачной пластинкой (b) так чтобы лазерный луч попадал в центр, как показано на рис.2.

2.Снять защитную пластиковую крышку с зеркала.

3.Выровнять плоское зеркало так, чтобы луч отклонился на 900 и пошел параллельно пучку, прошедшему через полупрозрачную пластинку (b).

4.Установить плоское зеркало (е) на пути пучка, проходящего через полупрозрачную пластинку (b) и напротив плоского зеркала (d), как показано на рис.2, так чтобы лазерный луч попадал в центр.

5.Выровнять плоское зеркало так, чтобы луч отклонился на 900.

6.Закрепить полупрозрачный экран (g) на столе и установить его за оптическим столом, как показано на рис.2 так, чтобы луч, отраженный от плоского зеркала (е) падал в центр экрана.

7.Настроить полупрозрачную пластинку (с), так чтобы оба пучка падали под углом 450; убедитесь, чтобы был лицом к экрану (g).

8.Отрегулировать плоские зеркала и полупрозрачные пластинки так, чтобы большинство интенсивных лучей двух отраженных пучков совпали на экране (g).

9.Поместить сферическую линзу (е) на оптический стол между пластинкой и полупрозрачным экраном, чтобы расширить пучок (маленькое отверстие держателя линзы должно быть лицом к делителю пучка).

10.Отрегулировать высоту и поперечное положение сферической линзы так чтобы два неполных луча проходили через нее.

Герметичная камера и ручной вакуумные насос:

Примечание: отражения лазерного луча происходят в стеклянной поверхностей из вакуумной камеры. В некоторых случаях они могут даже ударяться в отверстие излучателя лазера и влиять на качество лазерного луча. Если это произойдет, немного поверните камеру.

1.Уплотнить один из концов шланга вакуумной камеры пробкой (входит в комплект поставки).

2.Установить герметичная камера на оптическом столе на пути пучка, между делителем пучка (b) и плоским зеркалом (e), так чтобы луч проходил через нее вдоль оси.

3.Подключить вакуумный насос к другому концу соединительного шланга вакуумной камеры с помощью трубки, без отрыва камеры от стола; присоединить подходящий адаптер к шлангу.

Упражнение. Определение показателя преломления через измерения количества смещенных максимумов в зависимости от давления в герметичной камере

Для проведения корректных измерений необходимо

1.Избегать механических ударов оптического стола и не трясти его (Например, не трясите и не поднимайте стол, не облокачивайтесь).

2.Избегать потоков воздуха в установке, например, от дыхания или от движения листа бумаги.

3.Отметить положение максимума интенсивности на экране (h), при котором проходящие линии интерференции могут быть вычислены.

4.Медленно откачивать воздух из камеры (h), пока следующий максимум интенсивности

5.перейдет в отмеченную точку.

6.Посмотреть соответствующее значение давления на манометре ручного вакуума насосе

7.Заполнить таблицу:

Используя клапан на ручном вакууме и насосе, впускать воздух в камеру медленно, пока предыдущий максимум интенсивности не будет в отмеченном положении.

8.Построить график зависимости Z(pD).

9.Определить из графика ∆Z/pD.

10.Вычислить n с помощью формул (6) и (5), используя =632,8 нм и s=50мм.

Контрольные вопросы

1.На чем основана высокая точность измерений тонких пленок, покрытий показателя преломления и тд методом интерференции?

2.Чем отличается интерферометр Майкельсона от интерферометра Маха-Цендера?

3.Какие измерения необходимо провести, что бы определить показатель преломления воздуха методом Маха-Цендера.

Литература

1.Савельев И.В. Курс общей физики. Том 4. Волны. Оптика. С-П.: Лань, 2011.

2.Ландсберг Г.С. Оптика. М.: Физматлит, 2010.

3.Зисман Г.А.,Тодес О.М. Том 3. Оптика. Физика атомов и молекул. Физика атомного ядра и микрочастиц. С-П.: Лань, 2007.

4.Фриш С.Э.,Тиморева А.В. Том 3. Оптика. Атомная физика. С-П.: Лань, 2008.

5.Суханов А.Д. Фундаментальный курс физики. Том 2. Континуальная физика. М.: Агар,

1998.

6.Иродов И.Е. Волновые процессы. М.: Лаборатория базовых знаний, 1999.