
- •Кафедра общей и технической физики
- •Измерение длины световой волны с помощью бипризмы френеля.
- •Теоретические аспекты
- •Описание установки
- •Порядок выполнения работы.
- •2. Исследование зависимости коэффициента поглощения жидкости от длины волны.
- •Описание установки
- •Порядок выполнения работы.
- •3. Определение показателя преломления воздуха интерферометром жамена
- •Теоретические аспекты.
- •Описание установки.
- •Порядок выполнения работы.
- •4. Измерение длины световой волны с помощью прозрачной дифракционной решётки.
- •Описание установки.
- •Порядок выполнения работы.
- •5. Измерение разрешающей способности объективов
- •Описание установки.
- •Порядок выполнения работы.
- •6. Исследование поляризованного света
- •Описание установки.
- •Задание 1. Исследование поляризации лазерного излучения.
- •Задание 2. Изучение закона Малюса.
- •Задание 3. Изучение эллиптической поляризации.
- •Задание 4. Исследование круговой поляризации.
- •7. Определение концентрации сахарного раствора сахариметром Общие сведения
- •Описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •8. Изучение преломления света призмой, Изучение дисперсии света.
- •Описание установки.
- •Снятие отсчета по лимбу
- •Порядок выполнения.
- •Часть I. Определение преломляющего угла призмы
- •Часть II. Определение угла наименьшего отклонения
- •Часть III. Построение кривой дисперсии.
- •9. Определение длины волны излучения лазера по интерференционной картине полос равного наклона Общие сведения
- •Описание установки.
- •Последовательность проведения измерений:
Министерство образования Российской Федерации
Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова
(технический университет)
Кафедра общей и технической физики
ОПТИКА
Лабораторные работы
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
2002
УДК 535.41/.42+535.5
ОПТИКА: Методические указания по лабораторному практикуму
/ Санкт-Петербургский горный институт.
Сост.: доц-ты. Федоров В.Л, А.С. Мустафаев, Ю.Л.Степанов, И.В.Мокасюк.
инж. Николаева И.В. СПб, 2002, с.
Настоящие методические указания предназначены для студентов всех специальностей дневного и заочного отделений СПГГИ (ТУ). Указания дают возможность студентам выполнить лабораторные работы, поставленные кафедрой общей и технической физики Санкт-Петербургского государственного горного института.
Научный редактор: доц. Федоров В.Л.
Редактор: инж. Николаева И.В.
© Санкт-Петербургский государственный горный
институт им. Г.В.Плеханова, (технический университет)
2002 г.
Измерение длины световой волны с помощью бипризмы френеля.
Введение. Свет представляет собой электромагнитные волны. Как и всякие волны, световые волны могут интерферировать. Интерференцией света называется сложение световых пучков, ведущее к образованию светлых и темных полос, которые можно наблюдать визуально.
Если две световые волны придут в одну точку пространства в одинаковой фазе, они будут усиливать друг друга. В этой точке образуется светлый участок интерференционной картины. В тех же точках пространства, в которые волны приходят в противоположных фазах, они будут ослаблять друг друга и там будет темный участок.
Таким
образом, результат интерференции зависит
от разности фаз интерферирующих волн.
Чтобы картина интерференции в каждой
точке пространства не менялась со
временем, необходимо, чтобы разность
фаз была постоянной. В противном случае
в каждой точке пространства волны будут
то усиливать, то ослаблять друг друга,
а глаз воспринимая усредненную картину,
не обнаружит интерференционных полос.
Следовательно, наблюдать интерференционную
картину можно лишь в том случае, если
интерферирующие волны имеют строго
одинаковую частоту и постоянную разность
фаз.
Источники света и испускаемые ими лучи, удовлетворяющие указанным требованиям, называются когерентными. Только когерентные источники света дают стабильные во времени интерференционные полосы.
Теоретические аспекты
Рассмотрим интерференцию света от двух когерентных источников S1 и S2, расстояние между которыми равно d (рис.1).
Проведем перпендикулярно отрезку S1 S2 через его середину прямую OA. Возьмем точку P на прямой АВ, параллельной S1 S2 и обозначим OA через а, а АР - через х.
Тогда по теореме Пифагора:
,
(1)
где
и
- пути, которые пройдут лучи света от
источников
и
до точки
,
в которой наблюдается интерференция.
Из уравнений (1) следует
,
или
(2)
откуда:
,
(3)
где
- разность хода между интерферирующими
лучами.
Если
и
малы по сравнению с
,
то приближенно
и
.
(4)
Если
величина
равна нечетному числу полуволн, то
световые волны придут в точку
в противофазе и погасят друг друга,
интенсивность в этой точке будет
минимальной. Если же
равна четному числу полуволн, то световые
волны придут в точку
в одинаковых фазах и усилят друг друга
– интенсивность будет максимальной.
Условие минимума и, соответственно, максимума интенсивности будет:
,
(5)
где
;
- длина волны.
В точках
(6)
будут светлые участки интерференционной картины, а в точках
–(7)
– темные участки интерференционной картины. В результате в плоскости АВ будут наблюдаться светлые и темные полосы.
Расстояние
между центрами соседних
-й
и
-й
светлых полос составит
.
(8)
Такое же расстояние будет и между центрами темных полос