Практическая часть. Получение когерентных источников света.

Для получения двух когерентных источников света применяется бипризма Френеля.

Луч от источника S (рис. 4.) дважды испытывает преломление на гранях призмы. В результате получаются два мнимых источника S₁^/ и S₂^/, лежащие на пересечении продолжения лучей 1 и 2, 3 и 4, прошедших сквозь призму.

Получение формулы для длины волны.

Из подобия треугольников S₁S₂h и Ny_kO (рис 5.) следует :

Если расстояние L достаточно велико, а наблюдение интерференции ведется около оси NO, то, в силу малости углов, можно записать :

(**)

Пусть расстояние S₁S₂ равно а, тогда расстояние от точки О до точки y_k (где наблюдается минимум порядка к ) можно записать в виде на основании (**)

Следовательно, расстояние от минимума порядка “к” до минимума порядка “m” равно :

(*)

Как видно из формулы (*), для определения l надо знать расстояние L и а (рис. 6.). Для определения этих расстояний в работе используется линза L с известным фокусным расстоянием (F = 110мм). Если спроектировать этой линзой источники S₁^/ и S₂^/ в плоскость экрана и измерить расстояние между изображениями а^/ (рис. 6.), то истинное расстояние между источниками определяется по формуле :

(14)

где x₁ - расстояние от линзы до экрана (см. Рис. 6).

С другой стороны, из рис. 6. Видно, что :

(15)

Из формул (14) и (15) можно получить :

Замечая (см. рис. 6), что x₁ + x₂ = L, получим :

(16)

Разделив левые и правые части равенств (14) и (16), найдем, что

откуда

(17)

 ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

 Включить лампу.

1. Прогреть лампу при токе примерно 1,8А.

2. После прогрева установить стационарный ток равный 1,2 А.

3. Установить приборы как показано на рис. 7. Все приборы должны находиться на одной линии.

 

4. Добиться четкой интерференционной картины, наблюдаемой в окуляре, за счет уменьшения ширины щели (с помощью регулировочного винта) и изменения положения бипризмы.

5. Измерить расстояниеR между несколькими светлыми полосами для (k-m) равного 10, 11, 12, 13, 14, 15 полос. Для измерения расстояния используйте микрометрический винт. Вращение винта связано с перемещением риски (см. Рис. 8). Один оборот винта (100 делений шкалы) соответствует одному миллиметру (1 мм). Для удобства измерения целесообразно выбирать линии, расположенные между нанесенными делениями.

Необходимо установить риску напротив одной из светлых полос интерференционной картины и запомнить значение на микрометрическом винте. Вращением винта перемещать риску до выбранной полосы. Каждый полный оборот винта - 100 делений. Величина R будет равна разности начального и конечного показаний шкалы микрометрического винта плюс количество полных оборотов.

6. Поставить линзу с фокусным расстоянием F = 110 мм (Рис. 9). Изменяя положение линзы получить четкое изображение щели (Рис. 10).

7. Измерить расстояниеa’ между центрами светлых полос. (Метод измерения с помощью микрометрического винта описан выше).

8. Измерить линейкой расстояние x₁ между линзой и окуляром (на корпусе окуляра и оправе линзы нанесена черта).

9. Повторить 5 раз пункт 8, меняя положение линзы в небольших (1-2 см) пределах.

10. По формуле (17) вычислить значение 

11. Вычислить значение погрешности  .