Лабораторна робота № 5. 1. Визначення довжини світлової хвилі за допомогою біпризми Френеля

↑

⇐ ПредыдущаяСтр 45 из 59Следующая ⇒

Контрольні запитання

1. Що таке автоколивання? Наведіть приклади автоколивальних систем.

2. Які коливання називають релаксаційними?

3. Зобразіть схему релаксаційного генератора та опишіть процеси, що в ньому відбуваються.

4. Що називають самостійним газовим розрядом? Сформулюйте умови виникнення самостійного газового розряду в газі.

5. Чи є гармонійними релаксаційні коливання? Поясніть чому.

6. Як змінюється з часом зарядний струм у колі?

7. Чи зміниться амплітуда релаксаційних коливань через зміну опору зарядного резистора?

8. Що визначає швидкість зарядки конденсатора?

9. Чому величина  більша від ?

10. Чи можна віднести релаксаційний генератор до автоколивальних систем? Поясніть чому.

Лабораторна робота № 5.1. ВИЗНАЧЕННЯ ДОВЖИНИ СВІТЛОВОЇ ХВИЛІ ЗА ДОПОМОГОЮ БІПРИЗМИ ФРЕНЕЛЯ

Мета роботи: вивчити явище інтерференції світла, визначити довжину світлової хвилі за допомогою біпризми Френеля.

Вказівки до виконання роботи

Для виконання роботи потрібно засвоїти такий теоретичний матеріал: плоскі та сферичні хвилі; хвильовий фронт; інтерференція світла; когерентність; способи одержання когерентного світла; інтерференційна картинка, умови утворення максимумів та мінімумів; різниця ходу променів.

Література: [1 §§ 153, 171-173,175; 2 §§ 119-121; 3 §§ 119,121; 4§§ 171, 173, 174].

Визначення довжини світлової хвилі в цій роботі базується на інтерференції світла. Інтерференція – це явище перерозподілу інтенсивності світлового потоку в просторі внаслідок накладання когерентних хвиль, через що виникають стійкі максимуми та мінімуми освітленості. Для здійснення інтерференції світла потрібно отримати когерентні світлові пучки. Когерентність – це узгоджене протікання в часі декількох хвильових процесів, коли частоти коливань однакові, а різниця початкових фаз джерел світла залишається незмінною.

Природні джерела оптичного випромінювання складаються з великої кількості атомів, які випромінюють хвилі фактично незалежно один від одного. Крім того, атоми випромінюють достатньо короткі світлові імпульси тривалістю порядку ~ 10 нс з випадковими початковими фазами. Таке випромінювання атомів у вигляді окремих світлових імпульсів називають хвильовим цугом. Середня тривалість одного цуга – час когерентності _ког , а відстань, яку проходить світло у вакуумі за час когерентності . Когерентність існує лише у межах одного цуга, а тому прилад зафіксує інтерференцію, коли оптична різниця ходу Δ між променями є меншою за довжину когерентності.

Існує також поняття просторової когерентності, тобто обмеження на спостереження інтерференції, яке виникає через поперечні розміри джерела. Внаслідок обмежень, пов’язаних із часовою і просторовою когерентністю, для спостереження інтерференції слід поділити хвильовий фронт на дві частини і звести їх потім у місці спостереження. У такому разі в одній точці накладаються два промені від одного й того самого атома. Ці промені когерентні, тому за різниці ходу між ними

, (m = 1, 2, 3…)

виникає максимум освітленості (інтерференційний максимум).

Якщо виконується умова

,

виникає мінімум освітленості (інтерференційний мінімум).

Прикладом того, яким чином поділяється хвильовий фронт, а когерентні промені сходяться в певній точці, є біпризма Френеля. Вона являє собою дві однакові призми з малим заломлюючим кутом, з’єднані основами (рис. 5.1.1). Біпризму Френеля освітлюють за допомогою вузької щілини, краї якої паралельні ребру біпризми. З рис. 5.1.1 випливає, що внаслідок заломлення у біпризмі за нею поширюються дві циліндричні світлові хвилі, що неначе виходять з уявних зображень щілини  та . Оскільки ці пучки утворюються з одного фронту, вони є когерентними, а тому там, де вони перекриваються (заштрихована ділянка), спостерігається інтерференція.

Познавательные статьи:



Формы дистанционного обучения

Передача мяча двумя руками снизу

Значение правильной осанки для жизнедеятельности человека

Основные ошибки при выполнении передач мяча на месте