3. Вопросы для проверки (примерные):

3.1. Объяснить схему установки, цели и методику измерений. Какие из­мерения были прямыми и какие - косвенными?

3.2. Понятие о когерентных волнах и способы их получения.

3.3. Понятие об интерференции. Условия возникновения устойчивой ин­терференционной картины.

3.4. Объяснить возникновение интерференции с использованием бипризмы Френеля. Доказать условия появления максимумов и минимумов интенсив­ности.

4. Литература:

4.1. Физический энциклопедический словарь, М., «Советская энциклопе­дия", 1983г.

4.2. Савельев И.В. Курс общей физики, т.2, М., «Наука», 1982г.

4.3.Шишловский А.А. Прикладная физическая оптика, М., «Физматгиз», 1961г,

4.4. Ландсберг Г.С. Оптика, М., «Наука», 1976г.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Измерение линейных размеров с помощью окулярного микрометра

Окулярный микрометр — это оптический прибор для измерения небольших линейных размеров (до нескольких миллиметров) с высокой точностью.

Устройство микрометра показано на схеме рис.1П.

ОКУЛЯРНЫЙ МИКРОМЕТР Рис. 1П. а) внешний вид; б) вид внутренней шкалы

Прибор состоит из корпуса I, окуляра 2, отсчётного вращающегося барабана З, корпус имеет круглое входное окно, расположенное на стороне, противоположной окуляру (на схеме не показано). Внутри корпуса в фокальной плоскости окуляра расположены две прозрачные (стеклянные) пластины (рис. 1Пб). Одна из них 4 узкая, прикреплена к корпусу и на ней имеется неподвижная шкала с ценой деления, равной 1 мм. Вторая пластина 5 может перемещаться вдоль неподвижной шкалы с помощью червячной передачи при повороте отсчётного барабана.

На подвижной пластине нанесены две тонкие скрещенные линии и две вертикальные тонкие линии (двойная риска), указывающие положение перекрестия относительно неподвижной шкалы внутри прибора.

При одном полном обороте отсчётного барабана перекрестие смещается на 1 мм (внутренняя шкала). На поверхности барабана нанесена шкала (внешняя шкала), состоящая из 100 делений, то есть поворот на одно деление соответствует смещению перекрестия нитей подвижной пластины на 0,01 мм. Отсчёты на внешней шкале барабана выполняются с помощью неподвижной тонкой риски, нанесённой на неподвижную часть барабана.

Характерная особенность окулярного микрометра состоит в том, что измеряться должны размеры оптического, действительного изображения изучаемого объекта. Это изображение формируется световыми лучами, проходящими внутрь корпуса через входное окно, и должно быть сфокусировано в фокальной плоскости прибора, где расположены перекрестие линий и внутренняя миллиметровая шкала.

В лабораторной работе на установке с бипризмой Френеля такое изображение представляет собой ряд параллельных, чередующихся тёмных и светлых линий, то есть, интерференционную картину. В опытах с бипризмой обычно наблюдаются 8-10 интерференционных полос равной ширины, из них наиболее резко видны 6 полос в середине и, соответственно, 6 максимумов и минимумов интенсивности.

Прямое измерение в опыте состоит в определении линейного размера — суммарной ширины шести интерференционных полос, имеющих максимально резкое изображение. Для этого необходимо, плавно вращая барабан З, установить перекрестие в центре тёмной полосы в левой части наблюдаемого поля (обычно резкое изображение имеет вторая либо третья по счёту слева тёмная линия), считая эту линию нулевой. Затем сделать отсчёты по внутренней шкале и внешней шкале на барабане.

Для отсчёта по внутренней шкале требуется увидеть (и записать) цифру, находящуюся слева от двойной риски. Отсчёт по внешней шкале выполняется с помощью неподвижной тёмной риски, расположенной на неподвижной части барабана и указывающей число делений шкалы, то есть число десятых и сотых долей миллиметра, которые добавляются к отсчёту по внутренней шкале.

Например, на схеме рис.1П-б двойная риска расположена после цифры 2 на внутренней шкале. Допустим, что перекрестие установлено в центре тёмной линии (минимуме интенсивности) и отсчёт на внешней шкале барабана даёт число - 68 делений. Значит, координата этого минимума Х₀ = 2,68 мм.

Переместив перекрестие вправо на шесть полос и установив его в центре шестой тёмной линии, таким же способом выполняем измерение для координаты Х_N.

Измерения координат рекомендуется выполнить не менее 10 раз, устанавливая перекрестие на центр одних и тех же линий. При этом отсчёты на внешней шкале обычно не повторяются и, ввиду ряда случайных факторов, имеют разброс в пределах нескольких сотых миллиметра. В случае, если цифра внутренней шкалы окажется слишком близко к двойной риске, возможно также изменение и десятых долей миллиметра.

11