1.2. Метод Ллойда
На рис. 3 изображено интерференционное устройство, состоящее из действительного источника свете S и плоского зеркала (зеркала Ллойда). Один световой пучок, исходящий из источника света, отражается от зеркала и попадает на экран . Этот пучок света можно представить исходяцим от мнимого изображения
Рис.3.
источника света , образованного зеркалом. Кроме того, на экран попадают лучи, идущие непосредственно из источника света S. В той области экрана, где перекрываются оба пучка света, т.е. накладываются две когерентные волны, будет наблюдаться интерференционная картина.
1.3. Бипризма Френеля
Когерентные волны могут быть поручены также при помощи бипризмы Френеля - двух призм (с очень малыми преломляющими углами), сложенных основаниями.
На рис.4 дана схема хода лучей в этом опыте.
Пучок расходящихся лучей от источника света S, проходя верхнюю призму, преломляется к ее основанию и распространяется дальше как бы из точки - мнимого изображения точки . Другой пучок, падающий на нижнюю призму, преломляясь, отклоняется вверх. Точкой, из которой расходятся лучи этого пучка, служит - тоже мнимое изображение точки . Оба пучка накладываются друг на друга и дают на экране интерференционную картину. Результат интерференции в каждой точке экрана, например, в точке Р зависит от разности хода лучей, падающих в эту точку, т.е. от разности расстояний до мнимых источников света и .
2. Описание установки и вывод расчетной формулы
В настоящей работе требуется по результатам измерения периода наблюдаемой интерференционной картины определить длину волны используемого монохроматического излучения. Источником излучения является лазер, размещенный вместе с другими узлами экспериментальной установки на оптической скамье (физика работы лазера изложена в приложении). Оптическая схема установки приведена на рис.5.
(12)
где п - показатель преломления бипризмы;
- преломляющий угол бипризмы.
Лучи же, падающие на нижний клин, отклоняются вверх так же на угол . Таким образом, от бипризмы к линзе Л2 распространяются два параллельных пучка света (две плоские волны), угол между которыми равен 2. Линза Л2 фокусирует эти пучки и формирует в своей фокальной плоскости два точечных источника, отстоящих друг от друга на расстоянии
(13)
где - фокусное расстояние линзы Л2.
Учитывая, что угон так же как и угол очень мал, расстояние между источниками можно записать в виде
(14)
Когерентные волны, распространяющиеся от этих источников накладываются друг на друга, и формируют на экране интерференционную картину, период которой описывается выражением (11).Подставляя в это выражение
(15)
(что следует из формул (12), (14) и рис.5) для периода запишем
(16)
Отсюда получим расчетную формулу
(17)
Параметры, входящие в формулу (17) сведены в таблицу.