Baghdad University – College of Science – Physics Department 1 Optics Laboratory Administration

هــه شفافــه زجاجيــار شريحــل انكســـن معامـــتعيي

Determination of the refractive index of a transparent glass plate

االجهزه المستخدمهMichelson )مصدر ضوئي ، مقياس التداخل لمايكلسن

’s Interferometer) . شريحه زجاجيه شفافه ،

ه ــتحركه ( شريحلمقياس التداخل لمايكلسن ) المرآة الم M1عند اعتراض مسار الضوء المار الى المرآة

بين δمقداره ( Optical Path Shift ) مسار بصري شفافه ) مايكا، سيلوفان ، زجاج ( فسوف يتولد فرق

: اخلتين يعطى بالعالقهالحزمتين المتد

δ = 2(n -1) t

معامل انكسارها . nتمثل سمك الشريحه الزجاجيه ، t ثحي

ور اعاله يسبب المسار البصري المذكفان فرق ( Monochromatic )عند استخدام ضوء احادي اللون

. ( Ring Fringes Interference Pattern )ازاحه نمط التداخل الهدبي الحلقي

ائريه ) الحلقيه ( قطعت مركز مجال الرؤيا لنمط التداخل ) ولكن عمليا ليس من من االهداب الد Nلو فرضنا ان

التي قطعت Nا تستعمل الطريقه التاليه لحساب عدد االهداب الدائريه السهل حساب هذا العدد من االهداب ( لهذ

لنمط التداخل : ( Field Of View )مركز مجال الرؤيا

توضع الشريحه الشفافه في طريق مسار الضوء المار الى المرآةM1 ثم يالحظ مركز نمط التداخل ،

الهدبي الحلقي.

ببطتدار الشريحهء

عندما N. لنفرض ان عددها (Rings)الحلقيه الداخله مع حساب عدد االهداب

. Фللشريحه الزجاجيه هي ( Angle Of Rotation )تكون زاوية الدوران

وبلذلك يكلون المسلار Фدورت بزاويلة دوران قلدرها nو معاملل انكسلارها tمن الشكل اعاله الشريحه سمكها

ويعطى بالعالقه : ABC( هو نرا) اي قبل الدو البصري الذي قطعه الشعاع الضوئي في الحاله االولى

BCntABC

اللذي يقطعله الشلعاع الضلوئي ADEاما في الحاله الثانيه ) اي بعد دوران الشريحه ( ، فلان المسلار البصلري

داخل الشريحه سيعطى بالعالقه :

DEnADADE

Circular Ring Fringes

t

F

A

Φ

F

E

B

Φ’

D

C

Coherent Light Beam

B

Baghdad University – College of Science – Physics Department 2 Optics Laboratory Administration

φcos1

λmt2

λmt2n

λmφcos1t2

φcos1λmt2n

ط ــلـز النمـــلـه مركـــلـداب الحلقيــــن االهـــم mع ـــــا تقطـــــعندم δري ــــار البصــــرق المســـــون فــــوسيك

) تختفي في المركز ( كاالتي :

ولما كانت

DCsinDE , cos

tAD

'

'tanttan tFDFCDC

1secttBCcos

t

: نحصل على ( 1 )دله رقم بالتعويض في المعا

(2)-----------2

m1sectnttantansint

cos

nt'

Snell)من قانون سنيل 's law) :

'sin

sinn

21t2

m

cos

1

cos

sinsin

cos

sin

cos

n'

'2

'

n1t2

m

cos

1

cos

sin

sinn

sin

cos

n2

'

2

'

n1t2

msin1

cos

1sinn

sinn

1 222

'

ولكن

n1t2

mcossinn , sinncosn

2222'

(3)---------------

mcos1t2

t4mcos1mt2

n

22

، ولكن نظرا لكون الحد الثاني من البسط صغير جدا لذا يهمل (3)من المعادله nتحسب قيمه معامل االنكسار

عند حساب معامل االنكسار ، وبذلك تصبح المعادله كما يلي :

n1t2

msectantansin

cos

n '

'

λmBCntDEnAD2δ

Baghdad University – College of Science – Physics Department 3 Optics Laboratory Administration

عمل:الطريقة

مقياس التداخل لمايكلسن ينظم .1

لحصول على نمط هداب دائري ل

. 1كما في الشكل واضح

الشريحه الزجاجيه الشفافه توضع .2

بصوره عموديه على مسار الحزمه

M2الضوئيه المتجهه نحو المرآة

. يالحظ االن شكل لمقياس التداخل

نمط التداخل الحلقي .

الشريحه ببط تدور .3ءمع حساب عدد

خل المظلمه التي تقطع حلقات التدا

الرؤيا )تختفي في المركز( على مجال

حلقه تداخل 17ان ال يقل عددها عن

Dark 17 ) (مظلمه

Interference Rings.

Angle of )زاوية الدوران تسجل .4

Rotation ) ادناهالجدول التي دارتها الشريحه في.

nتدون قيمة (.4باستخدام العالقه الرياضيه المناسبه )المعادله رقم nايجاد قيمة معامل االنكسار يتم .5

في الجدول ايضا.

رب الساعه عق ( لعدد مناسب من المرات بتدوير الشريحه الزجاجيه باتجاه5 ,4 ,3الخطوات ) تكرر .6

تارة عقرب الساعه تارة عكسوباتجاه ، ً

. اخرى ً

اري ــيـالمعراف ــــــي واالنحـــــ، ثم يستنتج الخطأ المئوي، المطلق ،النسب nيحسب معدل قيمة .7

(Standard Deviation).

اح عنلد الزجاجيله عللى علدد الحلقلات التلي تلز ما هو معامل االنكسار؟ ملا تلأثير زيلادة سلمك الشلريحه (1

دوران الشريحه ؟

ما سبب كون اهداب التداخل في مقياس التلداخل لمايكلسلن بشلكل حلقلات دائريله متمركلزه ؟ ملا سلبب (2

احيانا ؟ عزز اجابتك بذكر العالقه الرياضيه المناسبه . ظهورها خالف ذلك

ن تكونلت ؟ داب اـلـهل يمكن اجراء التجربله باسلتخدام ضلوء متعلدد االللوان ؟ كيلن سليكون شلكل االه (3

لماذا ؟

Refractive Index

n

Average Angle Фave

Angle Of Rotation ФL

Angle Of Rotation ФR

Fringe Order m

17 34 51 68 75

Adjustable Leveling Screws

M1

M2

A

S

L C

Micrometer

Circular Fringes

Figure 1 Rotatable Glass

Plate