ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
Кафедра физики,
Лаборатория оптики, атомной и ядерной физики
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЛИНЫ ВОЛНЫ СВЕТА ПРИ ПОМОЩИ БИПРИЗМЫ
Методические
указания к лабораторной работе
№
318
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
2005
1. Задача работы
Интерференция света заключается в наложении световых пучков, при котором в одних местах они ослабляют друг друга, в других усиливают. При этом может возникать устойчивое во времени чередование максимумов и минимумов интенсивности.
Для возникновения устойчивой интерференционной картины необходимо, чтобы частоты были равны и постоянны, направления колебаний одинаковы, а разности фаз волн не изменялись со временем. Волны, для которых выполняются эти требования, называются когерентными (находящимися в связи) волнами и источники, испускающие такие волны, -когерентными источниками.
Пусть
и
(рис.1) – когерентные источники
монохроматического света. В пространстве
около них происходит интерференция, в
результате которой, в зависимости от
разности фаз приходящих волн, в каждой
точке получается либо ослабление, либо
усиление света. Если колебания от
источников
и
все время совпадают по фазе (синфазны),
то разность фаз в каждой точке зависит
только от разности хода (разности
расстояний от источников света до данной
точки).
В этом случае, как
следует из рис. 1, в точку
,
находящуюся на одинаковом расстоянии
от
и
,
лучи приходят с разностью хода, равной
нулю, т.е. в одинаковых фазах и,
следовательно, дают усиление света. При
смещении от точки
вверх или вниз разность хода будет
постепенно нарастать (от нуля до
,
,
,
и т.д.:
-
длина волны интерферирующих лучей),
благодаря чему получится чередование
усиления и ослабления света.
В местах, где разность хода лучей равна четному числу полуволн (или целому числу длин волн), получается усиление света- интерференционный максимум. В местах, где разность хода равна нечетному числу полуволн, получается ослабление света- минимум.
В плоскости
(например, на плоском экране, достаточно
удаленном от источников света) получится
ряд темных и светлых полос. Эта картина
интерференции позволяет определить
длину
той световой волны, которую излучают
источники
и
.
(Именно это явление дало возможность
Томасу Юнгу в начале XIX
столетия впервые измерить длину световой
волны.)
O’
S1
δ
a/2
a 
N
O
l1
a/2 xm
L
S2
l2 M
xm+1
O”
Рис. 1