Изучение интерференции лазерного излучения

Томский межвузовский центр дистанционного образования

Томский государственный университет

систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР)

Кафедра физики

ОТЧЕТ

Лабораторная работа по курсу "Общая физика"

ИЗУЧЕНИЕ ИНТЕРФЕРЕНЦИИ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

(макет 1)

Выполнил:

студент ТМЦДО

гр.:

специальности

2004г

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Целью настоящей работы является изучение интерференции электромагнитных волн видимого диапазона, генерируемых газовым гелий-неоновым лазером, и исследование характеристик интерференционной картины.

2. ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ И МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТА

Для получения картины интерференции лазерного излучения собирается установка по схеме, изображенной на рис.2.1. Установка состоит из гелий-неонового лазера, используемого в качестве источника монохроматического излучения, рамки с набором пар щелей, укрепленной на перемещающемся в трех плоскостях столике, и экрана. Все детали установки расположены на оптической скамье, на которой имеется шкала с миллиметровыми делениями.

[pic 1]

3. ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ

Формула для ширины интерференционной полосы, определяемой как расстояние между соседними минимумами:

[pic 2]                                                        (3.1)

где λ0 - длина световой волны в вакууме, l - расстояние от экрана до щелей, d -расстояние между щелями.

Относительная систематическая погрешность отдельного косвенного измерения длины волны лазера λ0i:

[pic 3],                                        (3.2)

где ε(Δhi) – относительная погрешность прямого измерения ширины интерференционной полосы;

        ε(d) – относительная погрешность прямого измерения расстояния между эталонными щелями;

        ε(li) – относительная погрешность прямого измерения расстояния от экрана до щелей.

Стандартная абсолютная погрешность измерения длины волны лазера λ0:

[pic 4]                                        (3.3)

где         λ0i – величина длины волны лазера (i = 1, ... , n), полученная при отдельном косвенном измерении (при различных l);

n – число измерений (n = 3);

        < λ0 > – среднее арифметическое значение длины волны лазера.

Случайная абсолютная погрешность измерения длины волны лазера λ0:

[pic 5]                                                        (3.4)

где t(α,n) – коэффициент Стьюдента. При доверительной вероятности α = 0,9 и числе измерений n = 3 коэффициент Стьюдента t(α,n) = 2,9.

Абсолютная суммарная погрешность измерения длины волны лазера λ0:

[pic 6]                                                (3.5)

где σсис(λ0) = <λ0>·εсис(λ0) – абсолютная систематическая погрешность измерения длины волны лазера (εсис(λ0) – взята как среднее арифметическое отдельных εсис(λ0i));