- •1. Задача работы
- •Вывод формулы для вычисления
- •2. Описание установки
- •3. Порядок выполнения работы
- •3.1. Определение расстояния от источников и до картины интерференции
- •3.2. Определение расстояния между двумя соседними интерференционными полосами
- •3.3. Определение расстояния между мнимыми изображениями и щели
- •3.4. Нахождение результата измерений
- •Котрольные вопросы:
ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
Кафедра физики,
Лаборатория оптики, атомной и ядерной физики
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЛИНЫ ВОЛНЫ СВЕТА ПРИ ПОМОЩИ БИПРИЗМЫ
Методические указания к лабораторной работе № 318
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
2005
1. Задача работы
Интерференция света заключается в наложении световых пучков, при котором в одних местах они ослабляют друг друга, в других усиливают. При этом может возникать устойчивое во времени чередование максимумов и минимумов интенсивности.
Для возникновения устойчивой интерференционной картины необходимо, чтобы частоты были равны и постоянны, направления колебаний одинаковы, а разности фаз волн не изменялись со временем. Волны, для которых выполняются эти требования, называются когерентными (находящимися в связи) волнами и источники, испускающие такие волны, -когерентными источниками.
Пусть и (рис.1) – когерентные источники монохроматического света. В пространстве около них происходит интерференция, в результате которой, в зависимости от разности фаз приходящих волн, в каждой точке получается либо ослабление, либо усиление света. Если колебания от источников и все время совпадают по фазе (синфазны), то разность фаз в каждой точке зависит только от разности хода (разности расстояний от источников света до данной точки).
В этом случае, как следует из рис. 1, в точку , находящуюся на одинаковом расстоянии от и , лучи приходят с разностью хода, равной нулю, т.е. в одинаковых фазах и, следовательно, дают усиление света. При смещении от точки вверх или вниз разность хода будет постепенно нарастать (от нуля до , , , и т.д.: - длина волны интерферирующих лучей), благодаря чему получится чередование усиления и ослабления света.
В местах, где разность хода лучей равна четному числу полуволн (или целому числу длин волн), получается усиление света- интерференционный максимум. В местах, где разность хода равна нечетному числу полуволн, получается ослабление света- минимум.
В плоскости (например, на плоском экране, достаточно удаленном от источников света) получится ряд темных и светлых полос. Эта картина интерференции позволяет определить длину той световой волны, которую излучают источники и . (Именно это явление дало возможность Томасу Юнгу в начале XIX столетия впервые измерить длину световой волны.)
O’
S1
δ
a/2
a N O
l1
a/2 xm
L
S2
l2 M
xm+1
O”
Рис. 1