2.Описание установки и метода измерений.
Установка для изучения явления интерференции с применением лазерного излучения показана на рис.4
6 5 2
3
4
1
D
Рис.4
На фотоскамье (1) размещен лазер (2), держатель (3), в котором с помощью винта (4) закреплен элемент Юнга (5), и экран (6), с прикрепленной к нему миллиметровой бумагой.
Метод измерения заключается в следующем. На пути лазерного излучения устанавливают элемент Юнга - малопрозрачную пластинку с нанесенными на нее двумя прозрачными штрихами, имитирующими две щели. Эти две щели являются источниками когерентных волн, которые создают интерференционную картину на экране.
Явление интерференции подробно рассмотрено в разделе 3 в [1]. Поэтому здесь мы ограничимся лишь использованием результатов расчета интерференционной картины, который приводит к формуле:
b=D/a, (12)
где b - ширина интерференционной полосы, - длина волны монохроматического лазерного излучения, D - расстояние от щелей до экрана, a - расстояние между щелями.
Зная длину волны излучения гелий-неонового лазера типа ЛГ-52-3, определив ширину интерференционной полосы как расстояние между соседними максимумами или минимумами интерференционной картины на экране, измерив расстояние D, можно рассчитать расстояние a между щелями элемента Юнга:
a=D/b (13)
3.Порядок выполнения работы.
1. Установить экран на противоположном от лазера конце оптической скамьи и укрепите на нем лист миллиметровой бумаги.
2. Установите держатель (3) между лазером и экраном на расстоянии D=50 см от экрана. В держателе укрепите элемент Юнга так, чтобы его поверхность была приблизительно перпендикулярна лучу лазера. Передвигая элемент Юнга в поперечном к лазерному излучению направлении, добейтесь появления на экране четкой интерференционной картины.
3. Отметьте на миллиметровой бумаге границы интервала, содержащего по возможности большее число интерференционных полос. Измерьте линейкой расстояние x между этими метками. Подсчитайте количество интерференционных полос n, содержащихся в этом интервале x. Рассчитайте ширину интерференционной полосы по формуле;
b=x/n (14)
Полученные значения D, x и n занесите в таблицу 1. Все опыты проводить не менее трех раз.
4. По формуле (3) определите расстояние между когерентными источниками излучения - щелями элемента Юнга. Длина волны излучения гелий-неонового лазера =6,328.10-7 м. Полученные результаты занесите в таблицу 1.
5. Повторите измерения для других расстояний D между экраном и элементом Юнга по указанию преподавателя.
6. Установите в держателе (3) другой элемент Юнга и повторите для него измерения, описанные в предыдущих пунктах.
Таблица 1
|
N элемента Юнга |
D |
x |
n |
B |
bср |
a |
aср |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|