Описание установки

Схема установки приведена на рис. 3. На одном конце оптической скамьи располагается источник света – (He-Ne) лазер 1, дающий монохроматическое излучение с длиной волны λ  0,628 мкм (рис. 3). Луч лазера с помощью собирающей линзы 2 фокусируется в точку S и далее распространяется в виде сферической волны. На некотором расстоянии от точки S располагается рейтер 3 с ирисовой диафрагмой так, что ее центр совпадает с оптической осью установки.

Рис. 3

Диафрагма представляет собой круглое отверстие переменного диаметра. Диаметр отверстия регулируется поворотом рычага диафрагмы. На другом конце оптической скамьи помещается экран 4 для наблюдения дифракционной картины и фотоэлемент 5, предназначенный для измерения освещенности. Сила тока в цепи фотоэлемента пропорциональна интенсивности света, и может быть измерена с помощью микроамперметра 6 ().

Для измерения расстояния между диафрагмой и точечным источником S используется сантиметровая шкала оптической скамьи, начало отсчета, которой совпадает с положением источника сферической волны.

Порядок выполнения работы Задание 1. Определение отношения интенсивностей света в точке р

1.1. Включить блок питания лазера. После появления генерации излучения установить номинальное значение тока накачки (указано на приборе).

1.2. Проверить юстировку оптической схемы: центр отверстия диафрагмы должен совпадать с осью симметрии расходящейся сферической волны.

ВНИМАНИЕ! Устранение неточностей юстировки выполняется только дежурным лаборантом.

1.3. Перемещая экран 4 вдоль направляющего рельса, установить его на пути оптического излучения.

1.4. Поместить рейтер с диафрагмой 3 на одинаковом расстоянии L от точечного источника света S и экрана. В этом случае R  b  L и, согласно формуле (5), имеет место равенство

(8)

1.5. Медленно вращая кольцо диафрагмы, изменять величину отверстия и наблюдать на экране за изменениями дифракционной картины. По виду дифракционной картины (рис. 4) [2] определить, в каком случае в отверстии укладываются ровно одна зона Френеля, две и т. д. (K  1; K  2; ...).

Рис. 4

Таблица 1

Число открытых зон Френеля	Величина фототока, мкА	Отношение интенсивностей света.
m  1	i1 	
m  1	i2 

1.6. Поворотом кольца диафрагмы установить размер отверстия, при котором на экране наблюдается дифракционная картина, соответствующая одной открытой зоне Френеля (яркая точка).

1.7. Установить рейтер с фотоприемником 5 так, чтобы поток света попадал на фотоэлемент. Включить микроамперметр, установив переключатель диапазонов в положение μA.

Для более точной юстировки оптической схемы слегка повернуть кольцо диафрагмы вправо-влево, добившись максимального значения фототока на экране микроамперметра. Записать полученное значение фототока i₁ в таблицу 1.

Убрать рейтер с диафрагмой, полностью открыв волновой фронт. Записать полученное при этом значение фототока i₂ в таблицу 1 и найти отношение i₁/i₂. Сравнить его с теоретическим, считая, что значение фототока пропорционально интенсивности света I в точке Р.

Выключить микроамперметр, вернуть в исходное положение экран и рейтер с диафрагмой.