Получение когерентных волн. Интерференционные схемы

Теперь рассмотрим несколько способов получения когерентных волн. Для осуществления интерференции света необходимо получить когерентные световые пучки, для чего применяются различные приемы. До появления лазеров во всех приборах для наблюдения интерференции света когерентные пучки получали разделением и последующим сведением световых лучей, исходящих из одного и того же источника. Практически это можно осуществить с помощью экранов и щелей, зеркал и преломляющих тел. Рассмотрим некоторые из этих методов.

Метод Юнга. Т.Юнгу принадлежит первое наблюдение явления интерференции световых волн (определил длины этих волн.). Источником света служит ярко освещенная щель S (рис. 2.3.1), от которой световая волна падает на две узкие равноудаленные щели S₁ и S₂ параллельные щели S. Таким образом, щели S₁ и S₂, играют роль когерентных источников. Интерференционная картина (область ВС) наблюдается на экране (Э), расположенном на некотором расстоянии параллельно S₁ и S₂.

Зеркала Френеля. Два плоских соприкасающихся зеркала ОМ и ON располагаются так, что их отражающие поверхности образуют угол, близкий к нулю (рис. 2.3.2). Соответственно угол j на рисунке очень мал. Параллельно линии пересечения зеркал О на расстоянии r от нее помещается прямолинейный источник света S (напри­мер, узкая светящаяся щель). Зеркала отбрасывают на экран Э две цилиндрические когерентные волны, распространяющиеся так, как если бы они исходили из мнимых источников S₁ и S₂. Непрозрачный экран Э₁ преграждает свету путь от источника S к экрану Э.

Луч OQ представляет собой отражение луча SO от зеркала ОМ, луч ОР — отражение луча SO от зеркала ON. Легко сообразить, что угол между лучами ОР и OQ равен 2j. Поскольку S₁ и S₂ расположены относительно ОМ симметрично, длина отрезка OS₁ равна OS, т. е. r. Аналогичные рассуждения приводят к тому же результату для отрезка OS₂. Таким образом, расстояние между источниками S₁ и S₂ равно d = 2rsinj»2pj.

Бипризма Френеля. Изготовленные из одного куска стекла две призмы с малым преломляющим углом q имеют одну общую грань

(рис. 2.2.3). Параллельно этой грани на расстоянии а от нее располагается прямолинейный источник света S. В случае, когда преломляющий угол q призмы очень мал и углы падения лучей на грань призмы не очень велики, все лучи отклоняются призмой на практически одинаковый угол, равный j = (n- l) q. (п - показатель преломления призмы). Если угол падения лучей на бипризму невелик, то все лучи отклоняются каждой из половин бипризмы на одинаковый угол. В результате образуются две когерентные цилиндрические волны, исходящие из мнимых источников S₁ и S₂, лежащих в одной плоскости с S.

Дата добавления: 2015-06-04