тел. (044) 568-35-16
факс (044) 568-35-16
моб. (067) 998-25-37

США начнет продавать сланцевый газ Японии

Інтерференція світла. біпрізме Френеля

У цьому розділі будуть розглянуті такі явища, які не можуть бути пояснені корпускулярної теорії світла. До них відносяться інтерференція, дифракція і поляризація світла. Саме при вивченні цих явищ Френель встановив хвильову природу світла і показав, що світлове випромінювання є поперечними хвилями.

До них відносяться інтерференція, дифракція і поляризація світла

Оскільки интерферировать можуть тільки хвилі від когерентних джерел, Френель в першу чергу розробив методи отримання когерентних джерел світла. Досвід показав, що світлове випромінювання від двох різних джерел світла, навіть коли вони є точною копією один одного, не дає інтерференції. Отже, такі джерела світла некогерентного. Когерентними можуть бути тільки промені, створювані одним і тим же джерелом світла.

Для отримання інтерференції світла потрібно промені, що йдуть від одного джерела світла за різними напрямками, накласти один на одного за допомогою будь-якого оптичного пристрою. Френель використовував для цього дзеркала і призми. На рис. 32.1 зображена схема пристрою біпрізми Френеля для отримання когерентних джерел світла.

Дві однакові скляні призми А і А1 з дуже маленькими кутами притискаються своїми вузькими поверхнями і склеюються. Якщо помістити з одного боку біпрізми джерело світла 5, а з іншого - екран Д, то на екрані можна спостерігати інтерференцію світла. Пояснюється це тим, що всі промені, які потрапляють на призму А, після заломлення в ній ідуть так, як ніби-то вони вийшли з точки S ', що є уявним зображенням джерела світла S. Аналогічно промені після заломлення в призмі A1 йдуть так, як ніби-то вони вийшли з точки S ». Таким чином, на всій поверхні екрана Д відбувається накладення когерентних променів, як би йдуть, від двох уявних і когерентних джерел світла S 'і S »(рис. 32.2).

2)

Найбільш виразна картина інтерференції на екрані Д (рис. 32.1) виходить, коли джерело світла S створює монохроматичне випромінювання, т, е. Випромінювання з однією строго визначеною частотою коливань. Таке випромінювання можна отримати за допомогою світлофільтрів - спеціальних стекол, що пропускають світло одного кольору, точніше - однієї частоти коливань.

Якщо джерело світла S зробити у вигляді вузької світиться щілини, перпендикулярній площині рис. 32.1, то на екрані Д буде видно чергуються темні і світлі смуги. При цьому проти джерела світла 5 на екрані Д в точці О буде видно світла смуга, так як в цьому місці екрану когерентні промені будуть накладатися з однаковими фазами (чому?). При видаленні від центральної світлої смуги О на екрані різниця хвильових шляхів зростає, і, коли вона досягає λ / 2, на екрані по обидва боки від центральної смуги Про виходять темні смуги. Коли різниця хвильових шляхів сягає λ, то на екрані виходить світла смуга, і т. Д. Таким чином, інтерференційна картина на екрані (рис. 32.2, внизу) являє собою чергуються світлі і темні смуги, відстань між якими приблизно можна вважати однаковим.

Неважко здогадатися, що при незмінному положенні всієї установки відстань між двома сусідніми світлими (або темними) смугами повинна залежати від довжини хвилі λ: чим менше λ, тим на меншій відстані уздовж поверхні екрану різниця ходу променів зміниться на цілу довжину хвилі, т. Е. тим частіше повинні розташовуватися інтерференційні смуги на екрані. Наприклад, при освітленні біпрізми червоним світлом відстані між смугами виявляються більше, ніж при освітленні синім світлом (рис, 32,3). Точкою Про відзначена центральна світла смуга, для якої різниця хвильових шляхів дорівнює нулю.

Аналогічний досвід показують, що кожної довжини хвилі відповідає певний колір випромінювання, т. Е. Колір визначається частотою коливань в світловому випромінюванні. В порядку зростання довжин хвиль кольору монохроматичних променів розташовуються в такий спосіб: фіолетовий, синій, блакитний, зелений, жовтий, помаранчевий і червоний.

Якщо біпрізме висвітлювати білим світлом, то в точці О (див. Рис. 32.3) вийде біла смуга, а по обидва боки від неї - кольорові смуги, забарвлені всіма кольорами веселки. Цей досвід доводить, що біле світло є складним, т. Е. Складається з суміші променів всіх довжин хвиль видимого світла.

Ому?