Pho.rs: Интерференция на температурно-деформированной поверхности

A1 ^0.30 Определите значение мощности $p_{max}$, отвечающее моменту начала плавления.

Ответ: Пронаблюдаем интерференцию и найдем $P \approx 360 ~ мВт$

A2 ^0.50 Определите диаметр внешней светлой интерференционной полосы, когда мощность лазера отвечает моменту начала плавления.

Ответ: Из измерения при расстоянии от образца до экрана $L = 49.2 ~ см$ найдем $D \approx 27.5~ см$.

B1 ^1.50 Определите зависимость диаметра внешней светлой интерференционной полосы и количества интерференционных полос от мощности. Занесите результаты измерений в таблицу в листе ответов.

Ответ:

№	$I$, мА	$U$, В	$P$, мВт	N
1	81.9	3.62	296.5	4
2	83.3	3.62	301.5	5
3	84.2	3.63	305.6	9
4	84.3	3.63	306.0	10
5	84.9	3.64	309.0	11
6	85.3	3.64	310.5	12
7	86.5	3.65	315.7	13
8	87.6	3.66	320.6	15
9	88.3	3.67	324.1	16
10	89.0	3.67	326.6	19
11	91.2	3.70	340.8	20
12	94.3	3.72	350.8	21

B2 ^1.00 Постройте график зависимости диаметра внешней светлой интерференционной полосы от мощности лазера.

Требуемый график

Ответ:

B3 ^1.00 Постройте график зависимости количества интерференционных полос на экране от мощности лазера.

Требуемый график

Ответ:

C1 ^1.20 Измерьте угловое положение (угол между лучом, направленным на полосу порядка $n$ и осью $x$) и угловую ширину (угол между лучом направленным на полосу порядка $n$ и на полосу с номером $n+1$) светлых полос при постоянной мощности, подаваемой на лазер, в зависимости от порядка интерференции полосы, занесите результаты измерений в таблицу.

Измерения при $L = 49.2$ см

Ответ:

m	$R$, см	$\tan \alpha_m$	$\alpha_m,~^\circ$	$\Delta \alpha_m, ~^\circ$
1	1.0	0.020	1.16	0.35
2	1.3	0.026	1.51	0.23
3	1.5	0.030	1.75	0.35
4	1.8	0.037	2.10	0.35
5	2.1	0.043	2.44	0.23
6	2.3	0.047	2.68	0.35
7	2.6	0.053	3.03	0.46
8	3.0	0.061	3.49	0.23
9	3.2	0.065	3.72	0.46
10	3.6	0.073	4.18	0.46
11	4.0	0.081	4.65	1.04
12	4.5	0.100	5.69	1.04
13	5.0	0.118	6.72

C2 ^1.00 Постройте линейный график зависимости углового положения полосы от ее порядка интерференции.

Линеаризованный график (зависимость $m$ от $\sin \alpha_m$)

Ответ:

C3 ^0.50 Определите угловой коэффициент и свободный член для графика из C.2.

Ответ: Зависимость имеет вид $m' = 167.82 \sin \alpha_m - 2.1722$

C4 ^1.00 Постройте график зависимости угловой ширины полосы от ее порядка интерференции.

Ответ:

D1 ^1.40 Получите зависимость высоты температурной деформации от мощности лазера.

Высота деформации измеряется в единицах длины волны лазера. Вам потребуется подсчитать количество интерференционных полос и найти максимальный порядок интерференции.

Постройте график зависимости высоты деформации от мощности лазера.

Подсказка: снимите данные для различных мощностей лазера, при этом обязательно должен быть покрыт диапазон от 200 мВт до 400 мВт.

Ответ:

№	$m_{\text{max}}$	$P$, мВт	$h$, $\lambda$
1	4	296.5	2.0
2	5	301.5	2.5
3	9	305.6	4.5
4	10	306.0	5.0
5	11	309.0	5.5
6	12	310.5	6.0
7	13	315.7	6.5
8	15	320.6	7.5
9	16	324.1	8.0
10	19	326.6	9.5
11	20	340.8	10.0
12	21	350.8	10.5

Ответ:

D2 ^0.60

Чему равны высоты термальной деформации при следующих мощностях лазера? Приведите ответ в единицах длины волны лазера

200 мВт
300 мВт
400 мВт

Ответ:

$P$, мВт	$h$, $\lambda$
200	-12.6
300	3.6
400	19.8

При мощности 200 мВт правильным может считаться небольшое положительное значение.

Интерференция на температурно-деформированной поверхности

Решение