- •А.Б. Шерешев
- •Введение
- •1. Лабораторная работа “Интерференция в клине”
- •1.1 Основные сведения из теории
- •1.2 Выполнение лабораторной работы
- •1.3 Контрольные вопросы
- •2. Лабораторная работа “Интерферометр Майкельсона”
- •2.1 Основные сведения из теории
- •2.2 Описание лабораторной установки
- •2.3 Выполнение лабораторной работы
- •2.4 Контрольные вопросы.
- •3. Лабораторная работа «Микроинтерферометр Линника»
- •3.2 Принцип действия
- •3.3 Теоретические основы
- •3.4 Выполнение лабораторной работы
- •3.5 Контрольные вопросы
- •4. Лабораторная работа “Дифракция на решетке”
- •4.1 Основные сведения из теории.
- •4.2 Описание лабораторной установки.
- •4.3 Выполнение работы
- •4.4 Контрольные вопросы
- •5. Лабораторная работа “Поляриметр - полярископ”
- •5.1 Основные сведения из теории
- •5.2 Описание лабораторной установки
- •5.3 Выполнение лабораторной работы
- •5.4 Контрольные вопросы
- •6.Литература.
- •Содержание.
2.2 Описание лабораторной установки
Рис
2.3. Схема лабораторной установки
2.3 Выполнение лабораторной работы
Выполнение лабораторной работы состоит из следующих этапов: настройка (юстировка) установки, калибровка и измерения.
2.3.1.
Настройка.
В связи с
тем, что точности установки зеркал и
делительного кубика очень высоки
,
в течение даже небольшого периода
времени в результате разных причин
(перепады температур, вибрации и т.п.)
отмеченные элементы оптической схемы
незначительно смещаются, что дел
Рис
2.4
Рис
2.5. Поле зрения окуляр - микрометра
. |
(2.5) |
2.3.3. Измерения. В качестве фазовых объектов в данной работе служат оптический клин и линза. Оптический клин поворачивает световой пучок на угол , связанный с углом клиновидностисоотношением (рис 2.6)
, |
(2.6) |
г
Рис
2.6. Оптический клин
, (2.7)
где - направляющий вектор плоской волны,- координаты в плоскости анализа (там). Линиипредставляют прямые, идущие под угломк осям координат. Если развернуть систему координат перпендикулярно полосам, то выражение (7) примет вид
. |
(2.8) |
Так как угол , на который отклоняется световой пучок, очень мал, то можно с хорошей точностью считать, что. В этом случае интерференционная картина представляет ряд параллельных осипрямых линий
. |
(2.9) |
Положение -ой интерференционной полосы дается соотношением, а-ой - соответственно. Отсюда расстояние между полосами
. |
(2.10) |
Разворачивая окуляр - микрометр, к которому привязана система координат, перпендикулярно полосам, измеряем в делениях ширину полосы как разность отсчетов А и В наведения на максимумы или минимумы двух соседних полос. Проделав эту процедуру не менее 5 раз, найдем усредненное значение ширины полосы, выраженное в делениях . Отсюда ширина полосы в единицах длины
(2.11) |
С
Рис
2.7. Преобразование плоского волнового
фронта линзой
Целью второй части эксперимента является определение фокусного расстояния линзы. Поместим в одну из ветвей интерферометра линзу. Если на нее направить плоскую волну, то на ее выходе (задней главной плоскости) образуется сферическая волна с радиусом кривизны, равным фокусному расстоянию линзы (рис 2.7). Вид интерференционной картины можно получить по аналогии с клином. Фаза сферической волны радиуса в случае малого относительного отверстия, где- диаметр линзы, задается выражением
. |
(2.12) |
Интерференционная картина будет определяться семейством линий, задаваемых выражениями (2.4а) или (2.4б), которые в нашем случае имеют вид
. |
(2.13) |
Это семейство концентрических окружностей с радиусами
. |
(2.14) |
Такое распределение носит название колец Ньютона. Оно возникает при интерференции плоской и сферической волн.
Измеряя радиусы соответствующих колец (удобнее измерять их диаметры, деля затем результат на два), находим их значения в делениях. После умножения на цену деления, находим эти радиусы в единицах длины и, наконец, воспользовавшись (2.14) , определим и, соответственно, фокусное расстояние, однако и здесь надо учесть, что свет прошел линзу дважды, и окончательный результат умножить на два.