Расстояние Δх, таким образом, определяет ширину дифракционной полосы. Зная Δх, fи а, по формуле (6) можно определить длину волны света λ, а при известных λ, fи Δх - ширину щели (или нити).
Приборы и принадлежности: источник света газовый (He-Ne) лазер, щель регулируемой ширины, нить, матовый экран с горизонтальной миллиметровой шкалой, собирающая линза, прикладная телевизионная установка, осциллограф, микрометр, линейка.
В качестве источника когерентного монохроматического света используется газовый (He-Ne) лазер 1 (рис. 3). На пути лазерного луча устанавливаются рейтеры с щелевой диафрагмой 2 или с нитью 3, которые могут перемещаться вдоль направляющего рельса. Ширина щели регулируется микрометрическим винтом с точностью до 0,01 мм. Картина дифракции наблюдается на матовом экране 5, расположенном в фокальной плоскости собирающей линзы 4. Экран снабжен подвижной риской и миллиметровой шкалой, предназначенными для измерения ширины дифракционных полос.
|
|
|
Рис. 3 |
Для измерения относительной интенсивности дифракционных максимумов используется прикладная телевизионная установка (ПТУ) и осциллограф. ПТУ состоит из передающей телевизионной камеры 6 и видеоконтрольного устройства (телевизора) 7. Подключенный к ПТУ осциллограф 8 позволяет выделить нужную строку видеосигнала (подсвечивается на экране) и зафиксировать в виде осциллограммы относительное распределение яркости дифракционной картины вдоль выбранной строки.
предыдущего колебания на величину Ψ0 =k·Δr0 (1)
где k=2π/λ
λ — длина волны;
Δr0=a0sinφ — разность хода лучей, приходящих в точку P от соседних полосок;
φ — угол дифракции, определяющий направление на точку P
Соответственно разность фаз между лучами, идущими в точку Р от краев щели, будет равна
(2)
где а — ширина щели.
При выводе соотношений (1) и (2) учитывалось, что линза не вносит дополнительной разности хода лучей. Для определения результирующей амплитуды колебания удобно использовать векторные диаграммы. С этой целью амплитуде колебания, возбуждаемого т -й полоской в точке Р, ставится в соответствие вектор Am, модуль которого равен А0, а направление задается таким образом, чтобы угол между векторами Ам и Aм-1 отличался на Ψ0. Векторная диаграмма иллюстрирует сложение векторов Ам и позволяет найти результирующий вектор, модуль которого равен амплитуде А результирующего колебания в точке Р. При φ= 0 разность фаз Ψ0 = Ψ = 0 и векторная диаграмма имеет вид, показанный на рис. 2, а.
Если Ψ =π, колебания от краев щели находятся в противофазе. Соответственно векторы Ам располагаются вдоль полуокружности длиной L(рис. 2,6). Результирующая амплитуда при этом оказывается равной диаметру полуокружности и может быть найдена из равенства
πА/2=L
откуда А=2L/π В случае Ψ= 2π векторы Ам располагаются вдоль окружности длиной L(рис. 2,в). Результирующая амплитуда равна нулю —
получается первый минимум. Первый макси-
21
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
