1. Folosind un laser pentru a primi schema de model de interferență Jung și reflexia Fresnel dintr-o placă de sticlă paralelă plan;
2. Se determină distanța dintre fante în experimentul lui Young, unghiul de refracție al biprism Fresnel și ordinea de interferență.
Dispozitive și accesorii: un laser cu heliu-neon (l = 632,8 mm), suport cu două fante, un biprism Fresnel, sticlă placă plan paralel, ecran, bancul optic.
Referinte: GS Landsberg Optica, M. 1976, ch.
DV Sivukhin curs general al fizicii. Optica, M. 1980, Capitolul 3.
NM Gaggiano Optica, M. 1977 Capitolul 5.
Partea teoretică
La intersecția în spațiul undelor coerente are loc fenomenul de interferență. Se observă, în domeniul optic, confirmând caracterul ondulatoriu al luminii.
Interferența - un fenomen fizic, care constă în redistribuirea energiei în spațiu, în cazul în care există o trecere a valurilor.
Dar pentru a observa interferența trebuie să fie îndeplinite cel puțin trei condiții:
1. Frecvența undelor trebuie să fie identice. . unde
2. Faza unde pot fi diferite. dar diferența de fază () ar trebui să rămână neschimbate.
3. Diferența cale optică între valuri la intersecția (în cazul în care - timpul și lungimea de coerență) trebuie să fie mai mică decât lungimea de coerență. n # 8729; L cale -Optical, n - absolut indicele de refracție al mediului.
Interferența nu va fi, în cazul în care valurile sunt polarizate în direcții reciproc perpendiculare (Arago și Fresnel, 1816.)
În cazul în care intersecția a două plane monocromatice valuri
Pentru vacuum (n = 1), pot fi obținute:
TERMENI SI CONDITII 1.Payments max - - lumina bar
2. Stare min - - dunga întunecată
Numărul m este numit ordinea de interferență. interferențe ceas este cel mai ușor cu un laser, ca radiație laser caracterizat printr-o lungime coerenta mare. și, prin urmare, ordinele m interferenței poate fi foarte mare.
partea experimentală
Uprazhnenie1.Interferentsionny experiență Jung. Determinarea o distanță între două fante.
Această experiență constă în observarea tipului de interferență a două valuri, obținute prin împărțirea fasciculul original în două părți prin două fante paralele și înguste. distanțată (metoda diviziunii Wavefront) (Figura 1).
Din Figura 1, puteți obține o valoare a diferenței de funcționare
Lățimea benzilor de pe ecran poate fi estimată ca distanța dintre două max învecinate. de exemplu, 1 și 2
Apoi. Pentru a calcula d pentru a fi măsurate și distanța L între benzile când l = 632,8 mm.
Porniți El - laserul Ne;Se calculează erorile absolute și relative pentru.
Acest experiment poate fi repetat pentru alte perechi de fante, cu o recomandare profesor.
interferența Exercitarea 2.Nablyudenie luminii prin utilizarea unui biprism Fresnel și calcularea unghiului de refractie.
În acest exercițiu, ca în precedent a realizat o modalitate de obținere a undelor luminoase coerente - diviziune Metoda frontului de undă. Pentru separarea de undă a luminii în două prisme este utilizat cu un unghi la vârf apropiat de 180 0.
Cu o calitate înaltă a lentilei de colectare (mikrobektiv prin microscop) fascicul laser paralel este focalizat și punctul focal este un punct sursă S. frontal val, care are o formă sferică. Montajul experimental este prezentat în Fig.2.
Vă recomandăm următoarea procedură pentru exercitarea:
Porniți laserul și îndreptați la ecran, în centrul banca de rezerve optice.Pe drum cu fascicul divergent pune biprism, astfel încât să „taie“ grindă în două părți egale. Pentru modelul de interferență de pe ecran a fost destul de clar, păstrați-l la o distanță de 2m b ≥.
Imaginea rezultată este necesară pentru a schița.
După cum se vede din figură, modelul de interferență pe ecran se obține din 2 surse de imagine și S ¢ S ¢¢. derivat dintr-un singur S. De aceea reală val de S ¢ S ¢¢ și sunt coerente. Calcularea distanțelor între liniile adiacente de pe ecran conduce la formula:
permițând să calculeze radian unghi de prismă refracting q.
Exercitarea 3.Nablyudenie franje de interferență de înclinare egale și determinarea ordinii de interferență.
Pentru a înțelege natura apariției interferențelor „liniilor de pantă egală“ poate fi, dacă luăm în considerare calea următoarelor scheme folosind un plan paralel placă transparentă cu grosimea d.
a) sursă este infinit de departe de placa, iar grinzile 1 și 2 sunt în mod substanțial paralele (Figura 3).
Dacă utilizați un fascicul de lumină de la S, cu o deschidere unghiulară mare, iluminarea placa subțire, ecranul va fi un model de inele întunecate care corespund unor unghiuri de incidență de lumină și. În acest exercițiu, următoarea schemă este utilizat: radiația laser este direcționată pe o lentilă de colectare (obiectiv microscop), pentru care carcasa este ecranul purtat cu o gaură în centru (Figura 5). Acest lucru face posibil să se observe un model de interferență în razele reflectate ale plăcii din spate. Benzile de pantă egală în acest caz, nu este localizat, adică ele pot fi văzute peste tot.
Ordinul de interferență m este valoarea maximă a Mmax. când razele cad pe placa normală (), deoarece În acest caz, diferența de cale, iar cea maximă.
atunci. Această formulă poate fi utilizată în cazul în care grosimea plăcii cunoscute d și un indice de refracție n.
În acest caz, atunci când grosimea plăcii este cunoscută, conduce la o formulă de calcul riguros privind numărul de inel luminos K și Mmax de raza R
Această relație permite calcularea Mmax. inclusiv grafic, în cazul în care vă construi un grafic al funcției y = ax. unde y = k - numărul inelului, R2 k = x - care corespunde razei pătrat și = tg # 966; grafic (Figura 6).
Se măsoară inele luminoase rază, începând cu k = 1 (k = 1,2,3,4,5 ... 10). Datele experimentale se plasează pe linie, care trebuie să dețină în vederea erorilor de măsurare.
Conform graficului, se calculează ordinea maximă de interferență și votul grosimii plăcii fără a produce măsurători directe grosimi.
întrebări de testare
Care este fenomenul de interferență val?Înregistrarea și explica sensul fizic al oscilațiilor în faza, starea de amplificare și de atenuare a intensității luminii la interferență.
Ce se înțelege prin ordinul de interferență?
fascicul laser direct pe placa de sticlă opacă. Veți vedea că licăriri de iluminat la fața locului, are o structură granulară. Explicați acest efect (Landsberg GS "Optica", pag. 109)