Определение длины световой волны при помощи бипризмы Френеля

В настоящей работе для получения когерентных волн используется разделение фронта волн с помощью бипризмы Френеля, которая состоит из двух призм с очень малыми преломляющими углами, сложенными основаниями. Рассмотрим ход лучей через бипризму. Источником света служит щель S, параллельная ребру тупого угла (рис. 1.1). Пучки света, преломленные обеими половинками бипризмы, частично перекрываются в области CMN. На экране наблюдается система темных и светлых полос, параллельных ребру. Эта картина (заштрихована на рис. 1.1) соответствует интерференции света от двух когерентных источников, помещенных в S₁ и S₂,

Рис. 1.1. Ход лучей в бипризме Френеля

Для вывода расчетной формулы рассмотрим рис. 1.2, где S₁ и S₂ - ко­герентные источники света; S₁В₁ и S₂В₁ — когерентные лучи, встречающие­ся в точке В₁ экрана, S₁ S₂ = t — расстояние между мнимыми источниками; А В = l - расстояние от источников до экрана, причем l >> t; отрезок В₁ В = у_k; отрезок S₂C = D - разность хода между когерентными лучами S₁ В₁ и S₂ В₁.

Если разность хода DS₁ В₁ - S₂ В₁= k l, то в точке В₁ будет на­блюдаться максимум освещенности (светлая линия). Из подобия треугольни­ков S₁ S₂C и А В₁ В можно записать или В₁ В

.

Рис. 1.2. К расчету интерференции от двух источников

. Из послед­ней формулы видно, что k - максимум должен отстоять от точки В на величину

Расстояние между двумя со­седними k и (k +1) макси­мумами

(1.3)

(1.4)

Отсюда,

Формула (1.4) является основной расчетной формулой для определения длины волны с помощью бипризмы. Для измерения S₁S₂ =t используется линза, помещаемая между бипризмой и экраном. Перемещением линзы вдоль оптической оси системы в фокальной плоскости оптического микро­метра получается четкое изображение двух щелей в точках S₁и S₂ (рис. 1.3).

Рис. 1.3. К расчету расстояния между мнимыми источниками света

Причем S₁^/ S₂^/ = t' измеряется с помощью оптического микрометра. Из подобия треугольников S₁OS₂ и S₁^/OS₂^/ можно написать следующее выраже­ние

(1.5)

где а - расстояние между щелью и линзой, а^`- между линзой и оптическим микрометром. С учетом формулы (1.5) предыдущая формула (1.4) запишет­ся следующим образом:

(1.6)

Это есть окончательная формула для определения длины световой волны.

Дата добавления: 2015-06-04