fizika / 3

1. Кольца Ньютона.

Первый эксперимент по наблюдению интерференции света в лабораторных условиях принадлежит И. Ньютону. Он наблюдал интерференционную картину, возникающую при отражении света в тонкой воздушной прослойке между плоской стеклянной пластиной и плосковыпуклой линзой большого радиуса кривизны (рис. 3.7.1). Интерференционная картина имела вид концентрических колец, получивших название колец Ньютона (рис. 3.7.2).

Рисунок 3.7.1.

Наблюдение колец Ньютона. Интерференция возникает при сложении волн, отразившихся от двух сторон воздушной прослойки. «Лучи» 1 и 2 – направления распространения волн; h – толщина воздушного зазора

Интерференция – одно из ярких проявлений волновой природы света. Это интересное и красивое явление наблюдается при наложении двух или нескольких световых пучков. Интенсивность света в области перекрывания пучков имеет характер чередующихся светлых и темных полос, причем в максимумах интенсивность больше, а в минимумах меньше суммы интенсивностей пучков. При использовании белого света интерференционные полосы оказываются окрашенными в различные цвета спектра. С интерференционными явлениями мы сталкиваемся довольно часто: цвета масляных пятен на асфальте, окраска замерзающих оконных стекол, причудливые цветные рисунки на крыльях некоторых бабочек и жуков – все это проявление интерференции света.

Бипризма Френеля — оптическое устройство для получения когерентных световых пучков, предложенное Френелем. Бипризма подразумевает собой две треугольных призмы, сложенные основанием, обычно треугольники сечения призмы являются равнобедренными с маленьким основанием. С помощью бипризмы можно наблюдать интерференцию световых пучков.

Принцип работы

Источник располагается в плоскости оснований призм. Лучи от источника, прошедшие через каждую из призм, преломляются, таким образом, появляется два мнимых когерентных источника, и в области перекрытия лучей этих мнимых источников возможно наблюдать интерференцию.

Свет от источника S преломляется в двух призмах с малыми преломляющими углами A и A^/ (рисунок),

Бизеркала Френеля — оптическое устройство, предложенное в 1816 году Френелем для наблюдения интерференции света.

Описание

Устройство состоит из двух плоских зеркал, угол между которыми чуть-чуть меньше 180°. Источник  создаёт два мнимых изображения — и  которые очевидно являются когерентными и которые могут создавать интерференционную картину.

2. Впервые подобный опыт был поставлен Альбертом Майкельсоном на своём интерферометре в 1881 году, с целью измерения зависимости скорости света от движения Земли относительно эфира. Под эфиром тогда понималась среда, аналогичная объёмнораспределённой материи, в которой свет распространяется подобно звуковым колебаниям. Результат эксперимента, по мнению Майкельсона, был отрицательным — смещения полос не совпадают по фазе с теоретическими, а колебания этих смещений только немного меньше теоретических.

Позже, в 1887 году Майкельсон, совместно с Морли, провёл аналогичный, но более точный эксперимент, известный какэксперимент Майкельсона—Морли и показавший, что наблюдаемое смещение точно меньше 1/20 теоретического и, вероятно, меньше 1/40. В теории неувлекаемого эфира смещение должно быть пропорционально квадрату скорости, поэтому результаты равносильны тому, что относительная скорость Земли в эфире меньше 1/6 её орбитальной скорости и несомненно меньше 1/4