3. Порядок выполнения работы

1. Результаты измерений и расчетов заносите в таблицу.

Цвет линии	λ,	γ1	γ2	Δ	n

2. Угловые измерения проводятся на гониометре, принцип работы которого изучите по прилагаемой инструкции.

3. Осторожно снимите призму со столика гониометра. Совместите визирную нить зрительной трубы с изображением щели коллиматора. Произведите отсчет угла γ1.

4. Установите призму на столике гониометра так, чтобы свет из коллиматора падал на преломляющую грань призмы. Поворотом зрительной трубы к основанию призмы получите в поле зрения линейчатый спектр источника света.

5. Вращая столик с призмой и зрительную трубу гониометра, установите призму так, чтобы угол отклонения δ был минимальным для одной из линий спектра. На опыте минимальный угол δ характеризуется тем, что при медленном вращении призмы линия спектра возвращается назад. Положение призмы, при котором спектральная линия останавливается, характеризуется наименьшим углом отклонения δ. Зафиксировав данное положение призмы, наведите визирную нить зрительной трубы гониометра на данную линию и определите положение зрительной трубы (произведите отсчет γ₂).

6. Вычислите угол наименьшего отклонения δ = |γ₂− γ₁| для данной линии спектра, по формуле (151) определите n. Значениеϕуказано на установке (ϕ= 60°).

7. Пункты 3 и 4 выполните для всех линий спектра, длины волн которых приведены на рис. 50.

8. Постройте график зависимости n = f(λ) (дисперсионную кривую). Определите среднюю дисперсию материала призмы как, где n_фи n_к− показатели преломления призмы для фиолетового и красного цветов.

4. Вопросы для самоконтроля

1. Запишите и поясните закон преломления света. 2. Что такое абсолютный и относительный показатели преломления? 3. В чем заключается явление дисперсии света в веществе? 4. Дайте определение нормальной и аномальной дисперсии. 5. Начертите ход лучей для призмы и укажите, при каком условии угол отклонения будет наименьшим. 6. Охарактеризуйте сплошной, линейчатый и полосатый спектры.

Лабораторная работа № 22 изучение явления интерференции света

Цель работы:изучить явление интерференции света; определить длину световой волны с помощью бипризмы Френеля.

1. Теоретическое введение

Свет имеет двойственную корпускулярно-волновую природу. Однако в зависимости от условий распространения и характера взаимодействия с веществом в одних случаях более отчетливо проявляются волновые свойства света, а в других − корпускулярные, то есть в одних случаях свет ведет себя как электромагнитная волна, в других − как поток частиц (фотонов). К явлениям, в которых проявляются волновые свойства света, относится явление интерференции.

Интерференция − это явление, возникающее при наложении двух (или более) электромагнитных волн, имеющих одинаковый период колебаний, и выражающееся в перераспределении энергии электромагнитных волн в пространстве. Интерференцию света можно объяснить, рассматривая интерференцию волн. Необходимым условием интерференции волн является их когерентность. Когерентность − это согласованное протекание во времени и пространстве нескольких колебательных или волновых процессов. Волны называются когерентными, если разность их фаз в любой точке светового поля остается постоянной во времени. Очевидно, что когерентными могут быть лишь волны, имеющие одинаковую частоту ω, а следовательно, и период Т. Для получения когерентных световых волн применяют метод разделения волны, излучаемой одним источником, на две части, которые после прохождения разных оптических путей накладываются друг на друга. В результате этого в одних местах возникают максимумы, а в других − минимумы интенсивности света. Наблюдаемое в этом случае распределение интенсивности света в пространстве и называется интерференционной картиной.

В данной работе когерентные волны получаются с помощью бипризмы Френеля (БП), которая представляет собой две призмы с малыми преломляющими углами, сложенные основаниями.

Выходящий из источника (щели) S пучок света после преломления в бипризме разделяется на два пучка, как бы исходящих от двух когерентных мнимых источников S₁и S₂. Так как световые волны, прошедшие через одну и вторую призмы, когерентны, то в пространстве за бипризмой будет наблюдаться интерференционная картина. Если за бипризмой Френеля расположить экран, то на нем можно наблюдать интерференционную картину, состоящую из чередующихся светлых и темных полос (рис. 51).