Партнеры
Вход в систему
Яндекс.Метрика
on-line
Сейчас на сайте 0 пользователей и 7 гостей.

Зеркала Френеля.

 Френель предложил в качестве двух когерентных источников воспользоваться двумя изображениями одного и того же действительного источника света в двух плоских зеркалах.  Схема опыта Френеля представлена на рисунке,


где A1O и А2O − два плоских зеркала, расположенных под углом φ; S − источник света, находящийся на расстоянии r от места соприкосновения зеркал в точке О.
 Для построения изображений источника S в обоих зеркалах воспользуемся тем, что мнимое изображение, даваемое плоским зеркалом, лежит за зеркалом на таком же расстоянии, на каком объект лежит перед зеркалом. Проведем из точки О окружность с радиусом r = OS и опустим из точки S перпендикуляр на продолжение прямой ОА1; точка пересечения продолжения этого перпендикуляра с окружностью В1 даст изображение источника S в первом зеркале ОА1. Так же построим изображение В2 даваемое во втором зеркале ОA2.
 С другой стороны, изображение B2 лежит в той точке, куда переместилось бы изображение В1 при повороте первого зеркала ОА1 на угол φ.
Поэтому <B1OB2 = 2φ, и линейное расстояние d между В1 и В2 приближенно равно 2φr:
d = 2φr. (1)

 Свет от обоих изображений В1 и В2 падает на экран DD/, отстоящий от зеркал на расстоянии Lo. Заслонка Е мешает попадать на экран DD/ прямому свету от источника S. Так как оба изображения B1 и В2 воспроизводят колебания одного и того же действительного источника, то они когерентны, и на экране DD/ наблюдаются интерференционные полосы. Расстояние между полосами Δl равно
Δl = λL/d,

где L − расстояние от источников до места наблюдения полос.
Подставляя сюда вместо d его значение по (1) и замечая, что приближенно
L = Lo + r,

получим
Δl = (Lo + r)λ/(2φr),

или отсюда
λ = 2φr•Δl/(Lo + r).

 Так как в последней формуле все величины, стоящие в правой части, доступны измерению, то из нее видно, что опыт с зеркалами Френеля позволяет измерить длину световых волн λ.
 Зеркала в опыте Френеля приходится располагать под весьма малым углом φ друг к другу, так как иначе полосы получаются слишком узкими. Источник света берется в виде узкой щели, параллельной ребру О, образованному зеркалами. При этом интерференционные максимумы имеют вид прямых параллельных полос. При наблюдении в белом свете центральная полоса получается белая (k = 0, усиливаются лучи всех длин волн λ), остальные − окрашенные.

Бипризма Френеля.

 Этот опыт представляет собою простой вариант с бизеркалами Френеля.
 Свет от источника S преломляется в двух призмах с малыми преломляющими углами A и A/ (рисунок),

сложенных основаниями.
 Призмы отклоняют лучи в противоположных направлениях и, таким образом, возникают два мнимых когерентных источника света S/ и S//. Лучи от этих источников, перекрываясь в области D, дают интерференционные полосы.

Зеркало Ллойда.

 В опыте, предложенном Ллойдом, интерферируют лучи, исходящие непосредственно от источника S (рисунок)

и отраженные от поверхности зеркала АВ. Лучи, отраженные от зеркала АВ, как бы исходят от мнимого источника S1 когерентного с S.
 Для того чтобы расстояние d между S и S/ было достаточно мало, лучи должны отражаться от зеркала под углом, близким к 90°. Источником света служит щель, параллельная плоскости зеркала.
 Особенность интерференционной картины, наблюдаемой с помощью зеркала Ллойда, заключается в том, что центральная полоса получается не светлой, а темной. Это указывает на то, что лучи, проходящие одинаковые геометрические пути, все же сходятся в опыте Ллойда с разностью хода λ/2. Такая „потеря" полуволны (или, другими словами, изменение фазы на π) происходит при отражении света от поверхности стекла, коэффициент преломления которого больше, чем воздуха. В дальнейшем мы увидим, в каких случаях при отражении света от прозрачной среды происходит потеря полуволны.

Опыт Линника.

 Во всех описанных выше опытах по интерференции два когерентных источника расположены на прямой, перпендикулярной к среднему направлению распространения света.
 Опыт, в котором когерентные источники S и S/ расположены на самой прямой, вдоль которой распространяется свет, был впервые предложен в 1935 г. советским физиком В. П. Линником.
 Схема опыта Линника такова: свет от точечного источника S (рисунок)

дает сферическую волну АВ. На пути волны АВ расположена плоскопараллельная полупрозрачная пластинка, которая несколько ослабляет волну АВ, не искажая ее поверхности. В пластинке делается малое отверстие S/. По принципу Гюйгенса оно служит источником новой сферической волны А/В/ с центром в S/. Волны АВ и A/B/ когерентны и дают на экране D интерференционные полосы в виде колец.
 Источник S может быть также взят в виде узкой полоски (освещенная в непрозрачном экране щель) и отверстие S/ − в виде параллельной ему щели. Тогда интерференционные полосы на экране D имеют вид прямых линий.
 Материал с которым вы ознакомились, рассчитан на профильников и студентов. Если у Вас возникла необходимость в решение задач по физике, написании и решении курсовых работ, составлении отчетов лабораторных работ, написании дипломных проектов, то посетите специализированный сервис. Помните − доверяясь профессионалам Вы экономите время и деньги.