Лабораторные по физике

  • 20 сент. 2011 г.
  • 1390 Слова
[pic]

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ «МАМИ»

Кафедра физики

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3.01

Изучение интерференции света с помощью бипризмы Френеля

Москва 2005 г.

1

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3.01

Изучение интерференции света с помощью бипризмы Френеля

Цель работы: Определение расстояния между мнимыми источникамив интерференционном опыте с бипризмой Френеля,
определение преломляющего угла призмы, длины
световой волны.

Теоретическое введение

В данной лабораторной работе для получения интерференционной картины используют бипризму Френеля. Бипризма Френеляпредставляет собой две призмы с очень малым преломляющим углом (, сложенные основаниями. Схема установки для получения интерференционной картины с помощью бипризмы Френеля показана на рис. 1.1. Исходным источником света служит узкая щель S, расположенная параллельно ребру тупого угла бипризмы и освещаемая монохроматическим светом от осветителя S0 . От источника света S (щели) лучи падают на обеполовинки бипризмы и преломляются в ней. В результате преломления лучей образуются два когерентных световых пучка, ограниченных лучами 1 и 1( и лучами 2 и 2(, как бы исходящих из мнимых источников S1 и S2. За бипризмой имеется область пространства, в которой световые пучки, преломленные ее верхней и нижней половинами, накладываются, образуя зону интерференции (на рис. 1.1 эта областьзаштрихована).
2
Если в поле интерференции внести экран, то на нем будет видна интерферен- ционная картина, которая будет иметь вид чередующихся светлых и темных прямолинейных полос, параллельных ребру бипризмы. Результат сложения колебаний, возбуждаемых в точке Р на экране волнами, приходящими от когерентных источников S1 и S2, зависит от оптической разности хода ( ( n2l2 ( n1l1, где n1 иn2 ( показатели преломления сред; l1 и l2 ( расстояния (геометрические пути), пройденные соответственно волнами 1 и 2 от источников света S1 и S2 до точки наблюдения Р. Светлые полосы лежат в тех местах экрана, куда волны от источников света S1 и S2 приходят с разностью хода, равной целому числу длин волн

[pic] [pic] (условие максимума),(1.1)

темные - в тех местах, куда приходят волны с разностью хода, равной нечетному числу длин полуволн:

[pic] [pic] (условие минимума). (1.2)

Расстояние между двумя соседними максимумами интенсивности называется расстоянием между интерференционными полосами. Вычислим координаты светлых полос, предполагая, что экран параллелен плоскости, в которойлежат источники света S1 и S2 (рис. 1.2). Выберем на экране координатную ось х. Начало координат поместим в точке О, относительно которой источники света S1 и S2

расположены симметрично. Из рис. 1.2 видно, что

[pic]

[pic]

Отсюда следует, что

[pic] или

[pic]

Для получения различимой интерференционной картины расстояние междуисточниками d должно быть значительно меньше расстояния до экрана l. Расстояние x, в пределах которого образуются интерференционные полосы, также бывает значительно меньше l. При этих условиях можно положить [pic] Тогда [pic]. В среде с показателем преломления [pic] разность [pic] дает оптическую разность хода (.. Следовательно, можно написать: [pic].
3
Подстановка этогозначения ( в условие максимума (1.1) приводит к тому, что максимумы интенсивности будут наблюдаться при значениях х, равных

[pic] [pic].

Отсюда следует, что расстояние между соседними максимумами будет иметь значение, равное [pic], или, учитывая, что [pic], будем иметь

[pic],
Следовательно...
tracking img