2.3 Законы и соотношения, описывающие изучаемые процессы, на основании которых получены расчетные формулы.

Условия минимума и максимума интенсивности имеют вид соответственно

где ; – длина волны.

О стальные обозначения представлены на рисунке 1, где рассмотрена интерференция света от двух когерентных источников S₁ и S₂, расстояние между которыми равно d.

2.4 Пояснения к физическим величинам и их единицы измерений.

;

;

;

;

.

3 Схема установки.

Б ипризма Френеля (рис.2) состоит из двух остроугольных призм, сложенных основаниями. Обычно обе призмы изготовляются из одного куска стекла и имеют очень малые преломляющие углы В и С. В сечении бипризма Френеля представляет собой равнобедренный треугольник с углом А при вершине, близким к 180.

Свет от источника S (например, от узкой освещенной щели, перпендикулярной плоскости чертежа) падает на бипризму и преломляется в ней. В заштрихованной области за бипризмой преломленные пучки складываются, т.е. интерферируют, и образующуюся интерференционную картину, состоящую из светлых и темных полос можно наблюдать с помощью микроскопа. Все происходит так, будто интерферирующие пучки света исходят из точек и . В этих точках находятся мнимые источники, образованные действительным источником света  . Эти два мнимых источника являются когерентными.

Измерив расстояние между мнимыми источниками света и , расстояние а от мнимых источников света до плоскости наблюдения, а также расстояние между соседними полосами b, можно по формуле (2) вычислить длину волны , испускаемую источником света.

Схема рабочей установки (рис.3) включает источник света 1, щель 2, светофильтр 3, бипризму Френеля 4 и измерительный микроскоп 5. Щель и бипризма укреплены на одном рейтере. Бипризма вставлена в специальную подставку. Линзу L устанавливают на оптическую скамью только для измерения расстояния между мнимыми источниками света d и расстояния от мнимых источников света до фокальной плоскости микроскопа а. При измерении расстояния между интерференционными полосами линзу не используют и снимают с оптической скамьи.

Расстояние между светлыми полосами интерференции определяется измерительным микроскопом. Он укреплен в рейтере и может передвигаться микрометрическим винтом в направлении, перпендикулярном оптической оси.

Для точного измерения расстояний имеются вертикальные визирные штрихи, которые можно наблюдать в окуляре микроскопа одновременно с полосами интерференции. Окуляр должен быть сфокусирован по глазу наблюдателя так, чтобы штрихи были видны четко. Перемещая микроскоп с помощью микрометрического винта перпендикулярно оптической оси установки, определяют положение микроскопа по шкале (цена одного деления 1 мм) и более точно по барабану микрометрического винта (цена одного деления барабана 0,01 мм).

Для определения расстояния между мнимыми источниками света d, как уже говорилось ранее, и расстояния от мнимых источников света до фокальной плоскости микроскопа a, используется специальная линза, которую устанавливают между бипризмой и микроскопом.

4 Расчетные формулы.

Расстояние между центрами соседних k-й и (k + 1)-й светлых полос определим по следующей формуле:

, (1)

где О_справа и О_слева– отсчеты справа и слева, а n – число полос на интерференционной картине.

Расстояние между мнимыми источниками света определим так:

, (2)

где C₁ – расстояние между источниками, измеренное при нахождении линзы в первом положении, а С₂ – во втором положении линзы.

Смещение линзы следует искать по следующей формуле:

, (3)

где z₁ и z₂ – положения линзы, при которых четко видны изображения щелей (мнимых источников).

Отсюда, расстояние от мнимых источников до фокальной плоскости микроскопа определяется так:

, (4)

Длину волны получим, используя следующее выражение:

, (5)

где b - расстояние между центрами соседних k-й и (k + 1)-й светлых полос, d - расстояние между мнимыми источниками света, а a - расстояние от мнимых источников до фокальной плоскости микроскопа.