Бипризма

Бипризма - это два совмещенных клина с малым углом и между гранями (рис.3.4,а). Если пучок света падает на бипризму, то лучи, прошедшие через бипризму, будут разнесены на угол  = (n-1). Если свет выходит из точечного источника S, то после бипризмы получаем пучки света, выходящие из двух мнимых источников S₁ и S₂, разнесенных на расстояние:

h= l₁ = l₁(n-1). (3.12)

Поместив после бипризмы экран Э2 (рис.3.4,б), будем наблюдать на нем интерференционную картину в виде чередующихся темных и светлых полос. Ширина полосы

х = (l₁ + l₂)/h (3.13)

Ширина зоны интерференции (область перекрытия пучков, прошедших через две половины бипризмы):

Н = l₂ = hl₂/l₁. (3.14)

Количество полос в зоне интерференции

N = H/х = h²l₂/(l₂(l₁+l₂)). (3.15)

Порядок выполнения работы

Схема эксперимента

Схема опыта приведена на рис.3.6. Входная линза Л1 (модуль 5) формирует «точечный источник», бипризма БП (объект 11) дает интерференционную картину в объектной плоскости Э2 линзы Л2 микропроектора (модуль 2). Картина наблюдается в увеличенном виде на экране ЭЗ фотоприемника. Разместив объектив О между бипризмой и микропроектором, можно найти одно или два его положения, при котором в объектной плоскости Э2 получается изображение двух мнимых источников, формируемых бипризмой в плоскости Э1. Подберите положение бипризмы, при котором интерференционная картина расположена удобно для измерений. В процессе измерений можно смещать изображения на экране регулировочными винтами держателей.

Перед проведением измерений поинтересуйтесь, как зависит ширина интерференционных полос и расстояние между источниками от расстояний l₁ и l₂. Подберите удобные для измерений параметры.

Получив на экране интерференционную картину, измерьте ширину полосы х (разность координат минимумов, разнесенных на несколько полос, разделите на число полос), ширину Н зоны интерференции, а также продольные расстояния l₁ и l₂. При определении поперечных размеров не забывайте учитывать коэффициент увеличения микропроектора .

Для измерения расстояния h между мнимыми источниками установите объектив, получите изображение источников на экране фотоприемника и измерьте расстояние между изображениями. При расчете h нужно учесть не только увеличение микроскопа, но и увеличение объектива ₀=b/а.

Определите длину волны света из (3.13). Посчитайте общее число интерференционных полос и сравните результат вычислений по формуле (3.15) с экспериментальным результатом.

Результаты представить в виде:

КОНТРОЛЬНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ

Объектив, z₁ = ____ мм, z₂ = 650 мм, z_БП ⁼ ____ мм

l = z₂ – z₁ = ____ мм.

Измерение ширины интерференционной полосы

На экране ЭЗ: х₁ =___ мм, х₂  =____ мм, число полос N = __.

Ширина полосы в плоскости Э2: х = (x₂ - х₁ ) / N) = _____ мм.

Измерение расстояния между источниками

Объектив: z_ОБ = ___ мм, а = ___ мм, b = ___ мм, ₁ = b/а = ____.

На экране ЭЗ: х₁ = ____ мм, x₂ = ____ мм.

В плоскости Э2: h₂ = (x₂- x₁ )/ = _____ мм.

Расстояние между источниками h = h₂/₁ = ____ мм.

Длина волны излучения лазера

 = хh / l = _____ нм. По паспорту установки  = 651 нм.

Проанализировать полученные результаты и сделать вывод.