Методы наблюдения интерференции света

    Как замечено ранее, для наблюдения интерференции света необходимо получить когерентные световые пучки. До появления лазеров для этого применяли методы разделения светового пучка с последующим наложением разделенных пучков друг на друга. На практике это можно осуществить с помощью экранов со щелью (или отверстием) и методами отражения и преломления светового пучка.

1.Метод Юнга. В этом методе источником света служит ярко освещенная щель S (рис.4) от которой световая волна падает на две узкие щели А ₁и А ₂, удаленные от S на одинаковое расстояние.

Рис.4

 Они играют роль когерентных источников света. Как видно из рисунка, световые пучки от А ₁ и А ₂, расширяясь и по мере удаления от щелей, накладываются друг на друга. На экране, удаленном от S ₁ и S ₂ на достаточно большое расстояние, наблюдается интерференционная картина.

2. Метод зеркал Френеля. Два плоских соприкасающихся по линии О зеркала ОМ и ОN образуют угол, близкий к 180⁰(рис.5)

 

Рис.5

 

.Угол α мал. От источника света S. На зеркала падают световые волны. Зеркала отбрасывают на экран когерентные волны, распространяющиеся так, как будто они исходили из мнимых источников S ₁ и S ₂, являющихся изображением источника S. Нетрудно сообразить, что OS ₁ = OS ₂ = r. Отсюда, расстояние между мнимыми источниками S₁ и S ₂ равно

Из рисунка нетрудно видеть, что

.

Следовательно,

.

Подставив эти значения в формулу (4), найдем ширину интерференционной полосы

.

Область перекрытия волн имеет ширину

.

Поделив х на ширину полос Δx, найдем число интерференционных полос,наблюдаемых на экране

.

3. Метод бипризм Френеля. Изготовленные изодного куска стекладве призмы с общим основанием имеют малый преломляющий угол θ (рис.6).

 

Рис.6

 

Преломляющий угол призмы определяет угол отклонения α луча, прошедшего через призму, от его начального направления

.

Лучи от источника света S, после прохождения через призмы, распространяются так, словно они исходят из мнимых источников света S₁ и S₂ . Нетрудно сообразить, что расстояние между мнимыми источниками равно

. .

где a – расстояние от источника до призм. Расстояние от мнимых источников до экрана равно , где b – расстояние от призм до экрана. В соответствии с формулой (4) ширина полосы равна

.

Область перекрытия волн на экране имеет протяженность

.

Число наблюдаемых на экране полос равно

.