Оптика: Методические указания по лабораторному практикуму

Министерство образования Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова

(технический университет)

Кафедра общей и технической физики

ОПТИКА

Лабораторные работы

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2002

УДК 535.41/.42+535.5

ОПТИКА: Методические указания по лабораторному практикуму

                       / Санкт-Петербургский горный институт.

Сост.: доц-ты. Федоров В.Л, А.С. Мустафаев, Ю.Л.Степанов, И.В.Мокасюк.

 инж. Николаева И.В. СПб, 2002,  с.

Настоящие методические указания предназначены для студентов всех специальностей дневного и заочного отделений СПГГИ (ТУ). Указания дают возможность студентам выполнить лабораторные работы, поставленные кафедрой общей и технической физики Санкт-Петербургского государственного горного института.

Научный редактор: доц. Федоров В.Л.

Редактор: инж. Николаева И.В.

© Санкт-Петербургский государственный горный

институт им. Г.В.Плеханова, (технический университет)

2002 г.

1.  ИЗМЕРЕНИЕ ДЛИНЫ

 СВЕТОВОЙ ВОЛНЫ С ПОМОЩЬЮ БИПРИЗМЫ ФРЕНЕЛЯ.

Введение. Свет представляет собой электромагнитные волны. Как и всякие волны, световые волны могут интерферировать. Интерференцией света называется сложение световых пучков, ведущее к образованию светлых и темных полос, которые можно наблюдать визуально.

Если две световые волны придут в одну точку пространства в одинаковой фазе, они будут усиливать друг друга. В этой точке образуется светлый участок интерференционной картины. В тех же точках пространства, в которые волны приходят в противоположных фазах, они будут ослаблять друг друга и там будет темный участок.

Таким образом, результат интерференции зависит от разности фаз интерферирующих волн. Чтобы картина интерференции в каждой точке пространства не менялась со временем, необходимо, чтобы разность фаз была постоянной. В противном случае в каждой точке пространства волны будут то усиливать, то ослаблять друг друга, а глаз воспринимая усредненную картину, не обнаружит интерференционных полос. Следовательно, наблюдать интерференционную картину можно лишь в том случае, если интерферирующие волны имеют строго одинаковую частоту и постоянную разность фаз.

Источники света и испускаемые ими лучи, удовлетворяющие указанным требованиям, называются когерентными. Только когерентные источники света дают стабильные во времени интерференционные полосы.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ

Рассмотрим интерференцию света от двух когерентных источников S₁ и S₂, расстояние между которыми равно d (рис.1).

Проведем перпендикулярно отрезку S₁ S₂ через его середину прямую OA. Возьмем точку P на прямой АВ, параллельной S₁ S₂  и обозначим OA через а, а АР - через х.

Тогда по теореме Пифагора:

,                                                         (1)

где  и  - пути, которые пройдут лучи света от источников
 и  до точки , в которой наблюдается интерференция. Из уравнений (1) следует