Методы наблюдения интерференции
Прошедший через узкую длинную щель S свет вследствие дифракции образует расходящийся пучок, который падает на второй экран В с двумя параллельными между собой узкими щелями S и S2, расположенными близко друг к другу на равных расстояниях от 5. Эти щели действуют как вторичные синфазные источники, и исходящие от них волны, перекрываясь, создают интерференционную картину, наблюдаемую на удаленном… Читать ещё >
Методы наблюдения интерференции (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Свет, испускаемый обычными источниками, можно рассматривать как хаотическую последовательность отдельных цугов синусоидальных волн. Длительность отдельного цуга не превышает КГ8 с даже в тех случаях, когда атомы источника не взаимодействуют (газоразрядные лампы низкого давления). Любой регистрирующий прибор имеет значительно большее время разрешения, поэтому наблюдение интерференции невозможно.
Опыт Юнга
Образование интерференционной картины можно наблюдать в опыте Юнга, использующем метод деления волнового фронта (см. рис. 1.2.3).
Прошедший через узкую длинную щель S свет вследствие дифракции образует расходящийся пучок, который падает на второй экран В с двумя параллельными между собой узкими щелями S и S2, расположенными близко друг к другу на равных расстояниях от 5. Эти щели действуют как вторичные синфазные источники, и исходящие от них волны, перекрываясь, создают интерференционную картину, наблюдаемую на удаленном экране С. Расстояние между соседними полосами равно.
Измеряя ширину интерференционных полос, Юнг в 1802 г. впервые определил длины световых волн для разных цветов, хотя эти измерения и не были точными.
Рис. 1.2.3 Зеркала Френеля
Другой интерференционный опыт, аналогичный опыту Юнга, но более светосильный, был осуществлен О. Френелем в 1816 г. Две когерентные световые волны получаются в результате отражения от двух зеркал (М и N), плоскости которых наклонены под небольшим углом ф друг к другу (рис. 1.2.4).
Рис. 1.2.4.
Источником служит узкая, ярко освещенная щель 5, параллельная ребру между зеркалами. Отраженные от зеркал пучки падают на экран, и в гой области, где они перекрываются (поле интерференции), возникает интерференционная картина. От прямого попадания лучей от источника S экран защищен ширмой Э,. Для расчета освещенности ./ экрана можно считать, что интерферирующие волны испускаются вторичными источниками — 5, и S2, представляющими собой мнимые изображения щели S в зеркалах. Поэтому J будет определяться формулой двулучевой интерференции, в которой расстояние / от источников до экрана следует заменить на а + b, где а" г — расстояние от S до ребра зеркал; b — расстояние от ребра до экрана (рис. 1.2.4). Расстояние d между вторичными источниками равно d*2aq>. Поэтому ширина интерференционной полосы на экране равна.
Бипризма Френеля
В данном интерференционном опыте, также предложенном Френелем, для разделения исходной световой волны на две используют призму с углом при вершине, близким к 180°.
Источником света служит ярко освещенная узкая щель 5, параллельная преломляющему ребру бипризмы (рис. 1.2.5).
Рис. 1.2.5.
Можно считать, что здесь образуются два близких мнимых изображения — S1 и $ 2 — источника 5, т. к. каждая половина бипризмы отклоняет лучи на небольшой угол ф = (п — 1) р.
Билинза Бийе
Аналогичное бипризме Френеля устройство, в котором роль когерентных источников играют действительные изображения ярко освещенной щели, получается, если собирающую линзу разрезать по диаметру и половинки немного раздвинуть (рис. 1.2.6).
Прорезь закрывается непрозрачным экраном А, а падающие на линзу лучи проходят через действительные изображения щели 5, и S2 и дальше перекрываются, образуя интерференционное поле.
Рис. 1.2.6.