Интерференционные устройства

Как уже отмечалось, когерентные световые волны можно получить, разделив излучение одного источника света на две волны. Если заставить эти волны пройти разные оптические пути, а потом наложить друг на друга, наблюдается интерференция. На этом основаны различные устройства для получения интерференционной картины от реальных источников. Рассмотрим некоторые из них.

Юнг (Young) Томас (1773–1829)

Английский ученый, один из основоположников волновой теории света. Сформулировал принцип интерференции (1801), высказал идею о поперечности световых волн (1817). Объяснил аккомодацию глаза, разработал теорию цветного зрения. Ввел характеристику упругости (модуль Юнга).

Взято с сайта http://greatphys.org.ru.

Опыт Юнга. Впервые экспериментальная установка для демонстрации интерференции света была осуществлена Томасом Юнгом в начале XIX в. В опыте Юнга (рис. 2.7) яркий пучок солнечных лучей освещал экран с малым отверстием . Расходящийся пучок из отверстия падал на второй экран с двумя малыми отверстиями и , расположенными близко друг к другу на равных расстояниях от . Эти отверстия действуют как точечные синфазные источники, и исходящие от них волны, перекрываясь, создают интерференционную картину, наблюдаемую на удаленном экране . Положение темных и светлых полос в ней можно находить, пользуясь монохроматической идеализацией. Ширина полосы .

Трудности наблюдения интерференции в таком опыте связаны с тем, что длина волны видимого света очень мала. При расстоянии между отверстиями и , равном всего 0,5 мм, на экране, удаленном от отверстий на 1 м, ширина полос порядка 1 мм. Тем не менее, измеряя ширину интерференционных полос, Юнг в 1802 г. впервые определил длину световых волн для разных цветов, хотя эти измерения и не были точными.

Рис. 2.8

На рис.2.8 приведена картина распределения интенсивности при интерференции в схеме Юнга. Видно, что при параметрах интерференционной схемы , а ширина интерференционной полосы для длины волны составляет всего .

Зеркала Френеля. Френель осуществил следующий интерференционный опыт (рис. 2.9). Свет от узкой ярко освещенной щели S падает на два плоских зеркала MO и ON, наклоненных друг к другу под углом, близким к 180°. Щель S устанавливалась параллельно линии пересечения зеркал O.

При отражении падающий пучок разделяется на два когерентных пучка, как бы исходящих от источников и , являющихся мнимыми изображениями щели в зеркалах. Отраженные пучки света падают на экран Э. Прямой свет от источника загораживается непрозрачной ширмой . В области PQ, где пучки света перекрываются, наблюдаются параллельные интерференционные полосы, так как в различные точки экрана волны от источников и приходят с некоторой разностью фаз, определяемой различием в оптической длине пути от и до соответствующей точки экрана.

Бипризма Френеля. Изготовленные из одного куска стекла две призмы с малым преломляющим углом q имеют общую грань (рис. 2.10). Параллельно этой грани на расстоянии а от нее располагается прямолинейный источник света . Можно показать, что в случае, когда преломляющий угол призмы q очень мал и углы падения лучей на грань призмы не очень велики, все лучи отклоняются призмой на практически одинаковый угол, равный .

Угол падения лучей на бипризму невелик. Поэтому все лучи отклоняются каждой из половин бипризмы практически на одинаковый угол. В результате образуются две когерентные волны, исходящие из мнимых источников и , лежащих в одной плоскости с , и в области , где они перекрываются, возникает интерференционная картина.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: