Описание экспериментальной установки

Оптическая схема экспериментальной установки представлена на рис. 6. На оптической скамье устанавливаются осветитель 1 со светофильтром, щелевая диафрагма 2 и бипризма 3. Ребро тупого угла

Рис. 6

бипризмы и щель должны быть расположены горизонтально, это облегчает дальнейшую настройку оптической системы. При этом следует позаботиться о том, чтобы ребро бипризмы было параллельно щели–источнику. Для этого смотрят сквозь бипризму на щель и, поворачивая оправу бипризмы вокруг горизонтальной оси, добиваются требуемой параллельности (должны быть видны две параллельные щели). Интерференционная картина наблюдается через окулярный микрометр 4, который устанавливается на расстоянии 30–50 см от бипризмы. (Положение плоскости наблюдения отмечено на окулярном микрометре специальной линией). Если картина недостаточно отчетлива, слегка поворачивают (не прекращая наблюдений!) оправу бипризмы; контраст картины также сильно зависит от ширины щели: малая ширина щели обеспечивает необходимую пространственную когерентность световых пучков, проходящих через обе части бипризмы.

Измерение ширины интерференционной полосы производится с помощью окулярного микрометра. В фокальной плоскости окуляра микрометра расположена неподвижная стеклянная пластинка со шкалой, каждое деление которой равно 1 мм. В этой же плоскости расположена вторая подвижная стеклянная пластинка с крестом и рисками Р (рис. 7).

Рис .7

Эта пластинка перемещается с помощью специального микрометрического винта. Шаг винта равен 1 мм. Таким образом, при повороте барабана винта на один оборот риски и крест в поле зрения окуляра перемещаются на одно деление неподвижной шкалы. Барабан винта разделен на 100 частей. Следовательно, цена деления шкалы барабана равна 0,01 мм. Полный отсчет по шкалам окулярного микрометра складывается из отсчета по неподвижной шкале и отсчета по барабану винта.

Внимание! При измерениях перемещать крест нитей окулярного микрометра следует очень осторожно, так как нажим на корпус микрометра может привести к сдвигу картины в поле зрения.

Измерения и обработка результатов

Упражнение 1. Наблюдение интерференционных картин.

Пронаблюдайте интерференционную картину в белом свете и опишите ее. Затем установите в световой пучок красный светофильтр. Опишите, какие принципиальные изменения произошли в интерференционной картине после установки светофильтра. Смените красный светофильтр на зеленый. Как (качественно) изменилась ширина наблюдаемых интерференционных полос?

Упражнение 2. Определение длины световой волны.

Производя наблюдение в лучах красного света, измерьте ширину интерференционной полосы. Для этого с помощью окулярного микрометра определите отрезок h, на котором укладывается определенное число (n=8–10) интерференционных полос. Отношение h/n дает ширину интерференционной полосы Δх

Определите расстояние d между мнимыми изображениями щели в бипризме. Для этой цели поместите на оптической скамье между бипризмой и микрометром собирающую линзу и, наблюдая через окулярный микрометр, добейтесь видимости изображений двух щелей. Измерьте расстояние d′ между ними. Затем с помощью линейки определите расстояние a от щели до линзы и расстояние b от линзы до плоскости наблюдения окулярного микрометра. В соответствии с формулой увеличения линзы искомое расстояние d найдется из соотношения d = (a/b)d′.

Измерьте расстояние l от щелевой диафрагмы до плоскости наблюдения окулярного микрометра и вычислите длину волны света по формуле

Измените положение бипризмы, сместив ее на 3-4 см вдоль оптической оси системы, и вновь произведите измерения и вычисления.

По результатам трех опытов найдите среднее значение длины волны; оцените погрешность Δλ ее измерения.

Результаты работы сведите в таблицу:

№	n	h	Δx	d′	a	b	d	l	λ	λср	Δλ