Цель работы: Исследование интерференции света в тонких пленках на примере колец Ньютона.
Оборудование: Измерительный микроскоп с опак - иллюминатором, плосковыпуклая линза, пластинка из черного стекла.
Приборы: линейная шкала опак-иллюминатора(цена деления 0,014, погрешность 0,5 дел.)
Краткая теория: Свет представляет собой поток элементарных частиц – фотонов, обладающих волновыми и корпускулярными свойствами. В одних случаях свет проявляет себя как волна (электромагнитная), в других – как поток частиц. Волновые свойства света характеризуют такие явления как интерференция, дифракция, поляризация и дисперсия; корпускулярные свойства – фотоэффект, эффект Комптона, излучение абсолютно черного тела и др.
Интерференцией света называется сложение двух или нескольких волн с одинаковыми периодами, в результате которого в одних точках пространства происходит увеличение, а в других уменьшение амплитуды результирующей волны. Необходимым условием интерференции волн является их когерентность (постоянная во времени разность фаз и одинаковая длина волны интерферирующих волн). Этому условию удовлетворяют монохроматические волны одинаковой частоты. Однако из-за поперечности электромагнитных волн условие их когерентности еще не достаточно для получения интерференционной картины. Необходимо, кроме того, чтобы колебания векторов электромагнитных полей интерферирующих волн совершались вдоль одного и того же или близких направлений. Таким образом, при экспериментальном осуществлении интерференции необходимо соблюдать условия пространственной и временной когерентности.
Различают два вида интерференционных полос: полосы равного наклона и полосы равной толщины. Если на плоскопараллельную пластинку, сделанную из однородного материала, падают лучи света по различным направлениям, то разность хода волн при интерференции будет зависеть от углов падения. Для всех лучей, которые составляют с поверхностью пластинки одинаковые углы падения, разность хода волн при интерференции будет одинакова. В этом случае интерференционные полосы, которые образуются в фокальной плоскости линзы, называются полосами равного наклона. Для их наблюдения прибор устанавливается на бесконечность; поэтому считают, что полосы равного наклона локализованы в бесконечности.
Объяснение:
Дано:
a = 8 м
b = 12 м
h = 4,5 м
p₁ = 740 мм. рт. ст. = 740·133,3 Па ≈ 98 600 Па
t₁ = 18°C = 273 + 18 = 291 К
t₂ = 24°C = 273 + 24 = 297 К
p₂ = 765 мм. рт. ст. = 765·133,3 Па ≈ 102 000 Па
M = 29·10⁻³ кг/моль
V₁ = 0,78·V
ΔN₁ - ?
1)
Найдем объем школьного класса:
V = a·b·h = 8·12·4,5 = 432 м³
Из уравнения Клапейрона-Менделеева
p₁·V = m₁·R·T₁ / M
находим первоначальную массу воздуха в классе:
m₁ = p₁·V·M / (R·T₁) = 98 600 ·432·29·10⁻³ / (8,31·291) ≈ 510,8 кг
2)
А теперь найдем массу воздуха после включения отопления:
m₂ = p₂·V·M / (R·T₂) = 102 000 ·432·29·10⁻³ / (8,31·297) ≈ 517,8 кг
Масса воздуха увеличилась на:
Δm = m₂ - m₁ = 6 кг
Число молекул воздуха возросло на:
ΔN = Δm·Nₐ / M = 6·6,02·10²³ / (29·10⁻³) ≈ 1,25·10²⁶
и, значит, число молекул азота возросло на:
ΔN₁ = ΔN·0,78 = 1,25·10²⁶·0,78 ≈ 9,8·10²⁵
