Бипризма на Френел

Ти не си роб! Затворен образователен курс за деца от елита: "Истинското устройство на света".http://noslave.org

Бипризма на Френеле оптично устройство за получаване на кохерентни светлинни лъчи, предложено от Августин Френел. Бипризма са две еднакви триъгълни правоъгълни призми с много малък ъгъл на пречупване, сгънати в основите си. На практика бипризма обикновено се прави от едно парче стъкло. С помощта на бипризма може да се наблюдава интерференцията на светлинни лъчи [1] [2] .

Използването на бипризма на Френел за получаване на кохерентни светлинни лъчи е една отопциите за метода на разделяне на вълновия фронт. В съответствие с броя на интерфериращите светлинни лъчи, интерференцията, получена с помощта на бипризма на Френел, се класифицира катодвулъчева интерференция[1] .

Съдържание

Принцип на действие

За да се получи интерференция, светлинният източникSсе поставя симетрично по отношение на призмите, които образуват бипризмата. Ъглите на падане на лъчите върху повърхността на призмата на призмата са малки, така че всички лъчи се отклоняват от него под същия ъгълневъзможно е да се разглоби изразът (изпълненият файл TexVC не е намерен; вижте Math/Readme - Сертификат за настройки.): \ Delta Невъзможно е да се анализира изразът (изпълнимият файл TEXVC не е намерен; вижте MATH/Read me - сертификат за конфигурация.): (n-1) \ alpha , къдетое невъзможно да се разглоби изразът (изпълнимият TEXVC файл не е намерен; вижте Math/Readme-сертификат за конфигурация.): N -индикатор за материала, от който е направена призмата, ие невъзможно да се разглоби изразът (изпълнимият Texvc файл не е намерен; вижте MATH/README -a сертификат Настройки.): \ Alpha - ъгълът на пречупване на призмата.

В резултат на това пречупване двекохерентен лъч светлина, чиито върховеS1иS2могат да се разглеждат като точки на местоположение на въображаеми изображения на източникаS. На екрана кохерентните лъчи отS1иS2източници се припокриват и образуват интерференчен модел, който е набор от редуващи се светли и тъмни ивици [3] .

Обикновено като източник на светлина се използва тесен процеп, разположен успоредно на ръба на бипризмата и осветен с ярка монохроматична светлина. В този случай интерферентната картина е система от редуващи се светли и тъмни ивици, успоредни на процепа. На практика не се изисква висока степен на монохроматичност на излъчване и за да се получи интерференчна картина, достатъчно е източникът на бяла светлина да се покрие със светлинен филтър от цветно стъкло. Ако бялата светлина на източника не е монохроматична, тогава интерференционната картина ще се състои от ленти с различни цветове и няма да се наблюдават напълно тъмни ивици, тъй като местата на минимално осветяване за светлина с една дължина на вълната ще съвпадат с местата на максимално осветяване за светлина с друга дължина на вълната [3] . С увеличаване на ширината на процепа, осветеността на екрана се увеличава, но в същото време контрастът на интерферентната картина намалява, докато изчезне напълно.

При експерименти с бипризма на Френел се наблюдават интерферентни ивици в областта на припокриване на лъча на екрана на всяко разстояние от екрана до бипризма. За такива ленти се казва, чене са локализирани[1] .

Стойност на разстояниеНе може да се анализира израз (изпълним texvc файл не е намерен; Вижте math/README за помощ за конфигурацията.): d между въображаеми източници, определени от ъгъла на въртенеНе може да се анализира израз (изпълним texvc файл не е намерен)намерени; Вижте помощ за настройка на математика/README.): \delta и разстояниеНе може да се анализира израз (изпълним texvc не е намерен; Вижте помощ за настройка на математика/README.): a между светлинаSи призма; за малъкНе може да се анализира израз (изпълним texvc не е намерен; Вижте math/README за помощ при настройката.): \delta за разстояние е [4] :

Не може да се анализира израз (изпълним texvc не е намерен; вижте помощ за настройка на математика/README.): d=2a(n-1) \alpha.

От общата теория на двулъчевата интерференция е известно, че максимумите на осветеност на екрана се формират на разстоянияНе може да се анализира изразът (Изпълнимият файл texvc не е намерен; Вижте математика/README - помощ за конфигурация.): x_m от центъра на екрана, които отговарят на условието [1]

Не може да се анализира израз (изпълним texvc не е намерен; вижте math/README за помощ при конфигурацията.): x_m = m \frac \lambda,

къдетоНе може да се анализира израз (изпълним texvc файл не е намерен; Вижте math/README - помощ за настройка.): b - разстояние между призмата и екрана,Не може да се анализира израз (Изпълнимият texvc файл не е намерен; Вижте math/README - помощ за настройка.): \lambda е дължина на вълната на светлината иНе може да се анализира израз (чрез стартиране Необходимият texvc файл не е намерен. Вижте math/README за помощ при конфигурацията.): m е цяло число 0, ±1, ±2, …

Оттук следва, че в случай на бипризма, за позициите на максимумите,

Не може да се анализира израз (изпълним texvc не е намерен; вижте math/README за помощ при конфигурацията.): x_m = m \frac \lambda.

Съответно за разстоянияНе може да се анализира израз (изпълним файл texvc не е намерен;Вижте математика/README - помощ за настройка.): \Delta x_m между максимумите, връзката [4]

Не може да се анализира израз (изпълним texvc не е намерен; вижте math/README за помощ при конфигурацията.): \Delta x_m = \frac \lambda.

Осветяване на екрана при координатаНе може да се анализира израз (изпълним texvc файл не е намерен; Вижте math/README - помощ за настройка.): x зависи от фазовата разликаНе може да се анализира израз (Изпълним texvc файл не е намерен; Вижте math/README - помощ за настройка.): \Delta \phi (x) лъчи, които пречат в тази точка:

Не може да се анализира израз (изпълним texvc не е намерен; вижте math/README за помощ за конфигурацията.): E(x) = 2E_0 (1 + \cos \Delta \phi (x)) = 4E_0\cos^2 \frac,

къдетоНе може да се анализира израз (изпълним texvc файл не е намерен; вижте math/README за помощ за конфигурацията.): E_0 е осветеността, генерирана от един от смущаващите лъчи, а фазовата разлика е

Не може да се анализира израз (изпълним texvc не е намерен; вижте math/README за помощ за конфигурацията.): \Delta \phi (x) =\frac \fracx.

Така осветяването на екрана се променя от минималната стойностНе може да се анализира израз (изпълним texvc файл не е намерен; Вижте math/README - помощ за настройка.): E_ = 0 до максималнаНе може да се анализира израз (изпълним texvc файл не е намерен; Вижте math/README - помощ за настройка.): E_ = 4 E_0.

Област, покрита от светлинни лъчи на екрана по посока на координататаНе може да се анализира израз (Изпълним файл texvc не е намерен; Вижте math/README - помощ за конфигурация.): x има дължина приблизително равна наНе може да се анализираизраз (изпълним texvc файл не е намерен; вижте math/README за помощ при конфигурацията.): 2b(n-1)\alpha. Следователно, използвайки горния израз за разстоянието между пиковете на осветеностНе може да се анализира изразът (Изпълнимият файл texvc не е намерен; Вижте математика/README - помощ за конфигурация.): \Delta x_m, получаваме, че броят на интерферентните ивици, наблюдавани при експерименти с бипризма на Fresnel, е равен на:

Не може да се анализира израз (изпълним texvc не е намерен; вижте math/README за помощ при конфигурацията.): N = \frac\frac.

Напишете отзив за статията "Бипризма на Френел"

Бележки

  1. ↑1234Борн М., Улф Е.Основи на оптиката. Изд. 2-ро. - М .: "Наука", 1973. - С. 245-248. - 720 с.
  2. ↑Бипризма на Френел // Енциклопедичен речник на Брокхауз и Ефрон: в 86 тома (82 тома и 4 допълнителни). - Санкт Петербург. , 1890-1907.
  3. ↑12Landsberg G.S.Optics. - М .: Физматлит, 2003. - 848 с. — ISBN 5-9221-0314-8.
  4. ↑12Сивухин Д.В.Общ курс по физика. - 3-то издание, стерео. - М .: Физматлит, MIPT, 2005. - Т. IV. Оптика. - С. 212-213. — 792 стр. — ISBN 5-9221-0228-1.

Литература

  • Сивухин ДВОбщ курс по физика. — Издание 3, стереотипно. - М .: Физматлит, MIPT, 2002. - Т. IV. Оптика. — 792 стр. — ISBN 5-9221-0228-1.

Откъс, характеризиращ бипризма на Френел

Френската кралица Мария Антоанета

Веднага, стоейки отделно от всички, Аксел буквално се промени. Отегчен млад мъж някъде, в миг на око, изчезна и вместо него. имаше живо въплъщение на най-красивите чувства на земята, което буквално „поглъщаше“ красивата дама, приближаваща се към него с пламенен поглед. – Ооо.каква красота е тя. Стела въздъхна ентусиазирано. – Винаги е толкова красива. – Какво, виждал ли си я много пъти? – попитах с интерес. – О, да! Много често ходя при нея. Тя е като пролетта, нали?