IV. Содержание отчета.

Отчет по работе составляется в произвольной форме и должен содержать:

1. Краткое описание работы.

2. Схему интерферометра Линника.

3. Результаты измерений.

4. Расчеты.

5. Выводы.

V. Контрольные вопросы:

1. Что называется интерференцией света?

2. Какие знаете методы наблюдения интерференции света?

3. Каков принцип работы интерферометра Линника.

4. Какие волны называются когерентными?

5. Почему естественные источники света не могут быть когерентными?

6. Каково условие образования максимума, минимума при интерференции света?

7. Что такое разность хода волн?

8. В опыте Юнга расстояние между щелями 1 мм, а расстояние от щелей до экрана 3м. Определите положение третьей темной полосы, если щели освещаются монохроматическим светом с длиной волны 500 нм.

9. В опыте с зеркалами Френеля расстояние между мнимыми изображениями источника света равно 0,5 мм, а расстояние от них до экрана равно 5 м. В желтом свете ширина интерференционных полос равна 6 мм. Определите длину волны желтого света?

10. Расстояние между двумя щелями в опыте Юнга равно 0,5 мм. Щели освещаются монохроматическим светам с длиной волны 600 нм. Определите расстояние от щелей до экрана, если ширина интерференционных полос равна 1,2 мм.

11. Если в опыте Юнга на пути одного из интерференционных лучей поместить перпендикулярно ему тонкую стеклянную пластинку с показателем преломления 1,5, то центральная световая полоса смещается в положение, первоначально занимаемое пятой светлой полосой. Длина волны 500 нм. Определите толщину пластинки.

12. Определите, во сколько раз изменится ширина интерференционных полос на экране в опыте с зеркалами Френеля, если фиолетовый светофильтр (400 нм) заменить красным (700 нм).

3.6 Определение длины световой волны при помощи бипризмы

Цель работы: Определить длину световой волны.

I. Теоретическое введение

Интерференцией называется явление взаимодействия двух (или нескольких) волн с одинаковыми периодами, вследствие чего происходит усиление или ослабление амплитуды результирующей волны в разных точках пространства и соответствующее этому перераспределение энергии. Для наблюдения интерференции света необходимо, чтобы взаимодействующие друг с другом волновые процессы были когерентными, то есть, чтобы между ними существовала постоянная разность фаз.

Когерентные световые волны нельзя получить от двух различных источников света, а следует искусственно создать. Существует много методов создания когерентных световых волн, но суть их одна: необходимо разделить волну, излучаемую одним источником, на две части. Если заставить эти две волны пройти разные оптические пути, а потом наложить их друг на друга, будет наблюдаться интерференция. В данной работе для получения когерентных волн используется бипризма.

Бипризма представляет собой две призмы с малыми преломляющими углами α (порядка 30^//) сложенные основаниями (рис.1).

Падающий от щели пучок света после преломления в бипризме разделится на два перекрывающихся пучка, как бы исходящих из двух мнимых изображений щели S₁ и S₂ .Так как источники S₁ и S₂ когерентны, то в пространстве за бипризмой будет наблюдаться интерференционная картина, локализованная во всей области пересечения пучков (область АВ на рис. 1).

Е сли оптическая разность хода лучей равна целому числу длин волн:

Δ = ± кλ (к=0,1,2,3....) (1)

то разность фаз δ оказывается кратной 2π и колебания, возбуждаемые в точке Р обеими волнами, будут происходить с одинаковой фазой. Следовательно, условие (1) есть условие интерференционного максимума.

Если ∆ равна нечетному числу длин полуволн

Δ = ± (2к + 1) λ/2 (к = 0,1,2...), (2)

то δ = ± ( к2π + π), так что колебания в точке Р находятся в противофазе.

Таким образом, условие (2) есть условие интерференционного минимума.

Пусть S₁ и S₂ (рис.2) – два когерентных источника света, расстояние l, между которыми, мало по сравнению с расстоянием d₀ до экрана.

В точке А экрана будет наблюдаться центральная светлая полоса (разность фаз δ = 0).

Определим разность хода ∆, с которой приходят волны в точку С экрана, отстоящую от его середины А на расстоянии x.

При условии, что l и x много меньше d₀ приближенно получим:

,откуда (3)

По условию (1) в точке С будет светлая полоса (максимум нтерференции), если Δ=к λ Тогда расстояние к-ой, светлой полосы от центральной, равное x_к , запишется

x_к=( d₀/ l) · кλ