З формули (2) одержимо

. (6)

В даному випадку 2d і l безпосередньо виміряти не можна. Непряме визначення цих відрізків можна зробити за допомогою збиральної лінзи, якщо встановити її перед екраном 6 так, щоб на екрані утворилося дійсне зображення джерел 3 і 4. Тоді, із рис.3 і формул для тонкої лінзи неважко отримати

, (7)

де 2d - шукана відстань між джерелами 3 і 4, 2d^’ -відстань між зображеннями цих джерел, а a і a’ - відповідні відстані від джерел та їх зображень до лінзи, f’- фокусна відстань лінзи.

Далі, враховуючи, що відрізок а – від’ємний і перетворюючи вираз (7), одержимо величину 2d/l в вигляді

. (8)

Рис. 3

Підставляючи (8) у формулу (6), неважко обчислити довжину хвилі λ:

. (9)

ОПИС УСТАНОВКИ

Всі деталі повинні бути змонтовані на рейтерах, які мають показники для відліку їх положень. Варто врахувати можливість переміщення деталей вгору та вниз і закріплення їх в необхідному положенні.

Установка повинна бути зібрана на оптичній лаві довжиною не менше 1 м, з відліковою лінійкою з ціною поділки 1 мм.

На одному кінці лави закріплюються джерело світла і щілина. На відстані 20-30 см від щілини встановлюється біпризма в оправі так, щоб ребро її тупого кута було спрямоване до щілини і на одній з нею оптичній вісі. На відстані 40-50 см від біпризми розміщується мікроскоп-мікрометр. Мікроскоп не фокусується на інтерференційну картину, а лише розширює (збільшує) її.

ВИКОНАННЯ РОБОТИ

ВИЗНАЧЕННЯ КУТОВОЇ ШИРИНИ ЗОНИ ІНТЕРФЕРЕНЦІЇ І ДОВЖИНИ ХВИЛІ

1. Зробити налагодження установки так, щоб в полі зору було видно чіткі інтерференційні смуги, розташовані симетрично відносно хрестовини шкали мікроскоп-мікрометра, і закріпити рейтери в отриманому положенні.

2. Виміряти ширину інтерференційної смуги за допомогою мікроскоп-мікрометра, взявши значення ширини 7-10 смуг і поділивши її на число смуг (з огляду на ціну поділки мікроскоп-мікрометра).

3. Виміряти всю видиму через мікроскоп інтерференційну картину Nb (N-видиме число смуг).

4. Не змінюючи розташування приладів на оптичній лаві розмістити збиральну лінзу як показано на рис.3, і одержати в мікроскоп-мікрометрі 7 без екрана чітке зображення уявних джерел 3 і 4. Виміряти відстань між ними 2d’ (з огляду на ціну поділки шкали мікроскоп-мікрометра).

5. Одержати зображення уявних джерел на екрані 6, розмістивши його як показано на рис. 3. Виміряти відстань f’.

6. Виміряти відстань l₁ від щілини 2 до біпризми, а також відстань l₂ від біпризми до екрана 6.

7. По формулах (3), (4) і (5) розрахувати кутову ширину зони інтерференції. Порівняти отримані результати.

8. По формулі (9) обчислити довжину світлової хвилі. Порівняти отримані значення з даними світлофільтра.

9. Знаючи кутову ширину зони інтерференції 2w, ширину смуги і відстань l₂, визначити максимально можливе число смуг N_max в інтерференційній картині за формулою (4).

10. Порівняти отримані результати з значенням N п.3.

11. Зробити висновок за результатами роботи.

Таблиця 1.

№	B, мм	l2, мм	2ω	N b

Таблиця 2.

2d’, мм	l1, мм	2ω

Таблиця 3.

λ, 10^-7 м	2d’, мм	f’, мм	b, мм	а’, мм	Nmax

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

1.У чому полягає явище інтерференції?

2.Що розуміють під оптичною різницею ходу?

3.Чому не спостерігається явище інтерференції від двох незалежних джерел світла?

4.Які вам відомі методи отримання когерентних хвиль в оптиці?

5.Намалюйте хід променів в біпризмі Френеля.

6.Чому заломлюючий кут біпризми повинен бути малим?

7.Як зміниться інтерференційна картина, якщо не користуватися світлофільтрами?

8.Як зміниться інтерференційна картина, якщо змінити світлофільтр(тобто довжину хвилі)? Або змінити різницю довжин хвиль?

Дата добавления: 2015-06-04