Указания по проведению эксперимента

1. Включить лампу и убедиться, что свет от неё падает симметрично на обе половины бипризмы. Для этого расширить щель и приложить к бипризме кусок белой бумаги. Если свет падает на бипризму несимметрично относительно её ребра, то следует переместить бипризму вправо или влево.

2. Сузить щель, поставить её параллельно ребру бипризмы и поместить бипризму примерно посередине между щелью и окуляром.

3. Рассмотреть интерференционные полосы через окуляр и небольшим вращением бипризмы вокруг горизонтальной оси, а также регулируя ширину щели, добиться наибольшей чёткости линий.

4. Сосчитать, сколько интерференционных полос заключается между двумя разными номерами N₁ и N₂ делений окулярной шкалы. Если этих полос m, то

(m  1)x = (N₂ N₁)c,

где x – расстояние между полосами; с – цена деления окулярной шкалы. Определить этим способом величину (m  1)x три раза, выбирая каждый раз различные участки шкалы (разные N₁ и N₂).

Сосчитать максимальное число видимых интерференционных полос m_max.

Таблица 2.1

Определение ширины интерференционных полос

№ измерения	N1, дел.	N2, дел.	m	x, мм	мм	, нм
1
2
3

5. Измерить расстояния a и b по линейке на оптической скамье. Положения щели, бипризмы и окулярной шкалы отмечены штрихами на основаниях соответствующих держателей.

Результаты измерений записать в табл. 2.1.

Указания по обработке результатов

1. Используя данные, представленные в табл. 2.1, значение с, указанное на панели установки, рассчитать величинуx. Вычислить среднее значениеи доверительную погрешность.

2. Рассчитать среднее значение длины волны фильтрованного света ₀(соотношение (2.3)). При расчётах использовать значения показателя преломления стекла и преломляющего угла бипризмы, указанных на панели установки.

3. Вычислить по формулам (2.6) и (2.7) апертуру интерференции и угол схождения лучей.

4. Используя неравенство (2.8), отображающее условие пространственной когерентности источника света, оценить допустимые размеры источника (ширину щели s) для данной апертуры.

5. По формуле (2.9) оценить полосу пропускания ₀светофильтра, используемого в данной работе.

6. Для всех определяемых экспериментальных величин (₀,,) рассчитать доверительные погрешности, используя методы вычисления погрешностей косвенных измерений. Представить результаты измерений в стандартной формеX=XX,P = 95 %.

Отчёт по данной работе должен содержать чертёж хода лучей (см. рис. 2.1 и 2.3).

Контрольные вопросы

1. Какие волновые источники называются когерентными?

2. Что называется оптической разностью хода волн?

3. Сформулируйте и обоснуйте условия усиления и ослабления интенсивности результирующего колебания при интерференции.

4. Что такое время когерентности? Длина когерентности?

5. Сформулируйте общий принцип построения экспериментальной установки для получения интерференционной картины от теплового источника света.

6. Какую роль в экспериментальной установке (рис. 2.1) выполняет бипризма Френеля?

7. Почему преломляющий угол в бипризме Френеля должен быть малым?

8. Что называется апертурой интерференции? Чем она определяется?

9. Объясните причину исчезновения интерференционной картины при больших размерах щели.