ІІ. Опис приладів і методика вимірювання. Для експериментального одержання явища інтерференції при накладанні двох коливань необхідно, щоб вони виходили з одного і того ж джерела
Для експериментального одержання явища інтерференції при накладанні двох коливань необхідно, щоб вони виходили з одного і того ж джерела. Для цього служить біпризма Френеля.
Біпризма Френеляскладається з двох однакових, складених основами призм з малими кутами заломлення (рис.1). Світло від джерела S заломлюється в обох призмах, у результаті чого за біпризмою розповсюджуються світлові промені, які ніби відходять від уявних джерел світла S1 і S2, які є когерентними. Таким чином, на поверхні екрана в заштрихованій області відбувається накладання когерентних променів, унаслідок чого спостерігається інтерференція.
Біпризма – це дві призми з малими переломлюючими кутами (порядку 30°) складені основами (рис.1).
Падаючий від щілини пучок світла після заломлення в біпризмі розділяється на два пучки, що перекриваються, які ніби виходять з двох уявних зображень щілини S1 і S2. Оскільки джерела S1 і S2 когерентні, то в просторі за біпризмою буде спостерігатися інтерференційна картина, локалізована в усій області перетину пучків.
Знаючи віддаль між джерелами, легко одержати залежність між довжиною хвилі і X – віддаль між інтерференційними смугами на екрані, розташованому паралельно лінії, що з’єднує джерела.
Рис.1.
Розглянемо розрахунок інтерференційної картини для двох лінійних джерел S1 і S2, які розташовані на віддалі d один від одного. Екран знаходиться на віддалі l від джерел, причому l > d. З рис.2 слідує:
Рис.2.
(1)
Віднімаючи почленно , одержимо:
(l2 - l1 ) (l2 + l1 ) = 2xd. (2)
Оскільки l > d; l2 + l1 2l.
Якщо позначити l2 - l1 = ,
= 2xd/2l=x (3)
В тих точках на екрані, де ця різниця ходу дорівнює цілому числу хвиль або парному числу півхвиль.
max=2k ; k=0; 1; 2; (4)
хвилі, що приходять від обох джерел, додаються, амплітуда подвоюється, а інтенсивність зростає в чотири рази. В тих місцях екрана, де різниця ходу дорівнює непарному числу півхвиль,
min=(2k+1) ; k=0; 1; 2; 3; (5)
хвилі від обох джерел приходять в протилежній фазі і повністю гасять одна другу. В результаті на екрані буде спостерігатися система світлих і темних смуг, що чергуються. Знаходимо положення послідовних максимумів
xк = k . (6)
Віддалі між сусідніми максимумами
xk+1 – xk = (k+1) - k = (7)
залишаються незмінними вздовж екрана. Оскільки l >>d , то > .
Тоді .
Для даної лабораторної роботи:
= n ; n=1/2δ; d=nкd/; k=9;
звідки
= n /nkd//l = /d/n2k/l (8)
Дата добавления: 2014-12-18; просмотров: 700;