Консультация № 173599
23.10.2009, 12:14
0.00 руб.
0 1 1
Здравствуйте, уважаемые эксперты! Помогите, пожалуйста, решить задачу:

1.16. Установка для наблюдения колец Ньютона освещается моно¬хроматическим светом с длиной волны λ = 0,55 мкм, падающим нормально. Определить толщину воздушного зазора, образованного плоскопараллельной пластинкой и соприкасающейся с ней плосковыпуклой линзой в том месте, где в отраженном свете наблюдается четвертое темное кольцо.

Должно получиться: 1,1 мкм.

Обсуждение

давно
Мастер-Эксперт
17387
18353
27.10.2009, 21:08
общий
это ответ
Здравствуйте, kot31.

Дано: λ = 0,55 мкм = 5,5 ∙ 10-7 м, k = 4.
Определить: h.

Кольца Ньютона наблюдаются с помощью плосковыпуклой линзы большого радиуса кривизны, расположенной на плоскопараллельной пластинке (рисунок). Между линзой и пластинкой образуется тонкий зазор. Направим на линзу перпендикулярно к ее поверхности пучок параллельных монохроматических лучей. На рисунке показан один из таких лучей, который частично отражается от выпуклой поверхности линзы в точке B и частично отражается от пластинки в точке C. Высота зазора для рассматриваемого луча равна h. Отраженные лучи являются когерентными и интерферируют друг с другом. При отражении луча от пластинки (от оптически более плотной среды) происходит потеря полуволны. Оптическая разность ∆ хода интерферирующих лучей равна
∆ = 2h + λ/2. (1)



Из прямоугольного треугольника ABO имеем:
|AB|2 = |BO|2 - |AO|2,
или
r2 = R2 – (R – h)2 = 2Rh – h2 ≈ 2Rh (вследствие малости воздушного зазора h),
откуда
h = r2/(2R), (2)
где R – радиус кривизны линзы.

Из выражений (1), (2) получаем
∆ = r2/R + λ/2. (3)

Используя условие минимумов при интерференции, получим из выражения (3), что
r2/R + λ/2 = (2k + 1)(λ/2),
r2/R = kλ,
R = r2/kλ. (4)

Подставив выражение (4) в формулу (2), получим
h = kλ/2. (5)

Подстановка в формулу (5) числовых значений величин дает
h = 4 ∙ 5,5 ∙ 10-7/2 = 1,1 ∙ 10-6 (м) = 1,1 мкм.

Ответ: 1,1 мкм.

С уважением.
5
Об авторе:
Facta loquuntur.
Форма ответа