Методы наблюдения интерференции света. Расчет интерференционной картины от двух источников.
Рассмотрим две цилиндрические когерентные световые волны, исходящие из источников S1 и S2, имеющих вид параллельных, тонких светящихся нитей либо узких щелей (рис.18.1.).
 |
Если в области, в которой волны перекрываются, внести экран, то на нем будет видна интерференционная картина, которая имеет вид чередующихся светлых и темных полос. Рассчитаем положение полос и их ширину. Экран поместим параллельно обеим щелям на одинаковом расстоянии l. Начало отсчета выберем в точке O, относительно которой S1 и S2 расположены симметрично. Источники будем считать испускающими свет в одинаковой фазе. Из рисунка видно, что
, 
.
Следовательно
и оптическая разность хода равна
.
Разность хода S2 – S1 составляет несколько длин волн и всегда значительно меньше S1 и S2 (S1≈S2=S). Поэтому можно положить S1+S2≈2S и
. (18.2.1)
В большинстве случаев l>>х, поэтому S≈l, т.е.
(18.2.2)
Подстановка значения D в условие (18.1.4) дает, что максимумы интенсивности будут наблюдаться при значениях
. (18.2.3)
где 
- длина волны в среде.
Подставив (18.2.3) в условие (18.1.5), получим координаты минимумов интенсивности
. (18.2.4)
Расстояние между двумя соседними максимумами называется расстоянием между интерференционными полосами, а расстояние между соседними минимумами - шириной интерференционной полосы. Из (18.2.3) и (18.2.4) следует, что эти расстояния имеют одинаковое значение
. (18.2.5)
 |
1. Метод Юнга. Источником света служит ярко освещенная щель S (рис18.2.), от которой световая волна падает на две узкие равноудаленные щели S1 и S2 , параллельные щели S.
Таким образом, щели играют роль когерентных источников. Интерференционная картина наблюдается на экране (Э), расположенном на некотором расстоянии от щелей S1 и S2. В такой постановке Юнг осуществил первое наблюдение интерференции.
2. Зеркала Френеля. Два плоских зеркала (рис.18.3.), расположены относительно друг друга под небольшим углом.
 |
На расстоянии r от линии пересечения зеркал параллельно ей находится прямолинейный источник света S. Световые пучки, отразившись от зеркал, являются мнимыми изображениями S в зеркалах. Мнимые источники S1 и S2 взаимно когерентны, и их световые пучки интерферируют в области взаимного перекрытия. От прямого попадания света на экран предохраняет заслонка.
 |
Бипризма Френеля. Она состоит из двух одинаковых с общей гранью призм с малыми преломляющими углами (рис.18.4.).
Свет от прямолинейного источника S преломляется в обеих призмах, в результате чего образуются две когерентные цилиндрические волны, исходящих из мнимых источников 
и 
. На поверхности экрана в некоторой его части происходит наложение этих волн и наблюдается интерференция.
Дата добавления: 2015-04-19; просмотров: 1363;