Примеры получения интерференционной картины

а ) Зеркало Ллойда. Зависимость видности полос от апертуры интерференции

можно наглядно продемонстрировать с зеркалом Ллойда. Здесь прямой пучок света от источника интерферирует с пучком S', отраженным от зеркала при почти скользящем падении. В отличие от опыта Юнга, в опыте Ллойда

апертура интерференции сильно зависит

от положения точки наблюдения на

экране, установленном перпендикулярно

S плоскости зеркала. Источник отстоит

S' от поверхности зеркала на расстоянии h.

l.

Рис. 4.6.

Из рисунка видно, что . Апертура тем меньше, чем ближе точка к плоскости зеркала. При использовании протяженного источника видность полос заметно убывает при удалении от точки . Угол скольжения лучей, как видно из рисунка, равен . Ширина интерференционной полосы

.

Поэтому полное число полос на этом расстоянии составит

,

где - ширина щели источника в направлении, перпендикулярном направлению выходящих из него лучей. Это дает оценку наивысшего порядка интерференции в монохроматическом свете от протяженного источника в опыте Ллойда.

б) Бипризма Френеля. Бипризма Френеля состоит из двух стеклянных призм с малыми преломляющими углами, сложенных своими основаниями. Источником

света служит ярко освещенная щель , устанавливаемая параллельно ребру бипризмы. После преломления в бипризме падающий пучок света разделяется на два когерентных пучка с вершинами в мнимых изображениях и щели .

В области экрана пучки перекрываются и дают систему параллельных

интерференционных полос.

Пусть – преломляющий угол бипризмы, – ее показатель преломления, и - длины отрезков и .

Каждая половина бипризмы отклоняет параксиальный луч на угол . Расстояние между изображениями

и равно , а угловое расстояние между ними .

Ширина полосы

.

в) Зеркала Френеля. В 1816 г. Френель осуществил следующий интерференционный опыт. Свет от узкой ярко освещенной щели падал на два плоских зеркала 1 и 2, наклоненных друг к другу под углом, близким к . Щель M

1 Ѕ A

S’ N

S”

l 2

Рис. 4.8. B

устанавливалась параллельно линии пересечения плоскостей зеркал. При отражении падающий пучок разделялся на два когерентных пучка, как бы исходивших от и , являющихся мнимыми изображениями щели в зеркалах. Прямой свет от источника загораживался непрозрачной ширмой . На экран попадали только отраженные пучки. В области , где пучки перекрывались, наблюдались параллельные интерференционные полосы. Для расчета ширины интерференционной полосы введем следующие обозначения: , , . Так как точки , и лежат на одной окружности радиуса , то, предполагая угол малым, можем написать . Угол , под которым из точки видно расстояние , равен , а потому

.

Угол можно измерить по шкале зрительной трубы. Для этого трубу следует поместить в точке и установить ее на отчетливое видение изображений и щели . Тогда можно найти по формуле . Ширина области перекрытия , а потому число полос, которые могут наблюдаться на экране, равно

.

В опыте Френеля интерференционная картина искажается дифракцией на ребре , вдоль которого пересекаются плоскости зеркал.