 |
Интерференционные методы определения длины световой волны
|
|
|
|
Цель работы: ознакомление методами получения когерентных источников света и определение длины световой волны интерференционными методами Юнга и бипризмы Френеля.
Приборы и принадлежности:: оптическая скамья с фонарем, окуляр -микрометр, столик для установки пластины с двойной щелью, собирающая линза, набор стеклянных светофильтров, бипризма Френеля..
Упражнение 1.
Метод Юнга.
Из точки S (рис.13) распространяется монохроматическая сферическая световая волна, которая падает на два очень малых и близко расположенных друг от друга щели 
и 
в пластине 
. По принципу 
Гюйгенса эти два отверстия являются самостоятельными источниками световых колебаний; из этих источников будут выходить когерентные волны.
За пластинкой происходит интерференция налагающихся когерентных волн, источником которых является щели и .
При известных расстояниях 
от когерентных источников и до экрана Э2 и 
–между источниками по формуле 
(2.6) можно определить длину световой волны 
, измерив ширину интерференционные полосы 
.
Порядок выполнения работы
1. Устанавливают пластинку с двойной щелью на расстоянии 
от источника света, включают его. Перемещая пластину с двойной щелью перпендикулярно оптической скамье, для получения интерференционных полос в окуляре. Двигая пластинку с двойной щелью, добиваются того, чтобы полосы интерференции были яркими и четкими.
2. Измеряют расстояние между темными . Для обеспечения большей точности определения необходимо измерить расстояние между удаленными, но хорошо видимыми полосами и разделить его на число светлых между ними полос 
.
3. Далее измеряют расстояние от пластинки с двойной щелью до экрана и по формуле (2.6) определяют . Расстояние между источниками 
указано на пластинке с двойной щелью.
|
|
|
4. Повторить опыт несколько раз с разными светофильтрами
5. Результаты записать в таблицу вычислить погрешность.
6. Сравнить результаты с табличными значениями сделать вывод.
| светофильтр |
|
| 
|
|
| Красный | ||||
| Желтый | ||||
| Зеленый | ||||
| Синий |
Упражнение 2.
Метод бипризмы Френеля
 |
Бипризма представляет собой две одинаковые призмы с малыми преломляющими углами, сложенными своими основаниями. Пучок света, падающий на бипризму от щелевой диафрагмы источника S (рис. 14), вследствие преломления в бипризме, разделяется на два перекрывающихся пучка, как бы исходящими от двух мнимых источников S 1 и S 2. За бипризмой, во всей области наложения пучков света, будет наблюдаться интерференционная картина в виде чередующихся параллельных светлых и темных полос. В случае белого света полосы будут радужными.
Для определения длины световой волны воспользуемся формулой (2.6).
(2.6)
Пользуясь этой формулой, можно экспериментально определить длину волны монохроматического света. В данной работе ∆ x отсчитывают по шкале окуляр -микрометра (см. выше). Расстояние t между мнимыми источниками S 1 и S 2 измеряется косвенным методом, используя собирающую линзу (рис. 15).
Если между бипризмой и экраном поместить собирающую линзу, то при некотором t1 ее положении в поле зрения окуляр -микрометра получается четкое изображение двух мнимых источников 
и 
. Из принципа построения изображения мнимых источников следует, что треугольники
S 1 S 2O и S 1/ S 2O подобны, т.е. 
, откуда 
.
 |
Так как бипризма представляют собой две одинаковые призмы, сложенные основаниями (рис.16), с малыми преломляющими углами
( не больше 30 минут), то
Формула (2.6) для бипризмы с использованием обозначений рис.16. принимает вид
|
|
|
.
При малых углах отклонения луча в призме 
и
. (2.13)
Порядок выполнения работы
|
|
|
