Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Сивухин Д.В. -> "Общий курс физики. Том 4. Оптика " -> 91

Общий курс физики. Том 4. Оптика - Сивухин Д.В.

Сивухин Д.В. Общий курс физики. Том 4. Оптика — Оптика, 1980. — 752 c.
Скачать (прямая ссылка): obshkfopt1980.djvuСкачать (прямая ссылка): optika1980.djvu
Предыдущая << 1 .. 85 86 87 88 89 90 < 91 > 92 93 94 95 96 97 .. 331 >> Следующая


ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ СВЕТА

ІГЛ. III

о"'

между собой. Тогда пучки будут перекрываться, и интерференция станет возможной.

5. Зеркало Ллойда (1800—1881). Свет, исходящий из узкой ярко освещенной щели S1 (рис. 119), отражается от полированной плоской поверхности черного стекла. На участке AB экрана,

где перекрываются прямой и отраженный свет, наблюдаются полосы интерференции.

6. Во всех описанных опытах полосы интерференции можно наблюдать на белом матовом экране. Можно пользоваться также матовым стеклом, наблюдая полосы интерференции на его задней стороне через лупу или микроскоп малого увели-Рис. 119. чения. Такой объективный способ наблю-

дения применял и Френель в первых опытах. Но он заметил, что полосы интерференции не исчезали, а становились более яркими, когда матовое стекло убиралось. Поэтому в дальнейших исследованиях Френель перешел к субъективному методу наблюдения интерференционных (и дифракционных) полос. Идея, на которой основан субъективный способ наблюдения полос, весьма проста. Допустим, что интерференционные полосы получены на задней плоскости П матового стекла. Интенсивность света в какой-либо точке P плоскости П определяется разностью фаз интерферирующих лучей, приходящих в эту точку. Отобразим теперь с помощью линзы плоскость П на сопряженную плоскость ГГ. Лучи, вышедшие из точки Р, снова соберутся, теперь в точке P'. Но так как оптические длины всех лучей между сопряженными точками одинаковы, то интерферирующие лучи придут в точку P' с той же разностью фаз, какой они обладали в точке Р. Поэтому в плоскости IT получится изображение не только плоскости П, но и всей системы интерференционных полос на ней. Линза как бы переносит интерференционную картину с плоскости П на плоскость ГГ. Так же действует и оптическая система глаза, с помощью которой интерференционные полосы получаются на сетчатке. Если пользоваться зрительной трубой, установленной на бесконечность, то таким путем будет наблюдаться интерференционная картина, Получающаяся на бесконечном (т. е. очень далеком) расстоянии от глаза.

7. Интерференционный опыт Поля (р. 1884). Все установки, описанные выше, отличаются малой светосилой, а потому они мало пригодны для демонстрации интерференции света в большой аудитории. Опыт Поля свободен от этого недостатка. Здесь источник света S (рис. 120), которым может служить небольшая, но достаточно яркая ртутная лампа, помещается перед пластинкой слюды, толщина которой порядка нескольких сотых долей § 27] КЛАССИЧЕСКИЕ ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫЕ ОПЫТЫ 203

миллиметра. Свет отражается от передней и задней поверхностей пластинки с образованием двух мнимых изображений S1 и S2 источника S. Прямой свет OT источника S загораживается ширмой. Получаются два широких когерентных пучка света с вершинами в точках S1 и S2. Падая на экран, потолок или стены аудитории, они дают при интерференции систему светлых и темных колец (см. пункт 6 предыдущего параграфа). Благодаря большому количеству света кольца хорошо видны во всей аудитории. Преиму- .

щества метода Поля будут выяснены в § 28. \ V'/

8. Опыт Меслина. Этот опыт \ /

является видоизменением опыта Бийе. ^

Только в нем половинки разрезанной лин- - 2

зы не раздвигаются перпендикулярно к Рис. 120.

оптической оси, а смещаются вдоль нее,

и притом на значительное расстояние (рис. 121). Половинки билинзы дают действительные изображения точечного источника S в точках S1 и S2 на главной оптической оси. Интерференционные полосы наблюдаются в заштрихованной области, где накладываются соответствующие пучки света, т. е. между изображениями S1 и S2. В плоскости, перпендикулярной к главной оптической оси, интерференционные полосы имеют вид концентрических полуколец

с общим центром на этой оси.

Интересно, что центр колец темный. Явление связано с тем, что один пучок, прежде чем интерферировать Рис. 121. со вторым, проходит через

свой фокус S1, тогда как другой пучок проходит через свой фокус S2 позже. На этом основании можно прийти к заключению, что прохождение волны через фокус сопровождается изменением фазы на я.

Это легко понять на примере скалярной сферической волны, сходящейся к своему центру О и заполняющей полный телесный

угол 4я. Представим тюле этой волны в виде E1 = -^f1 ^ +

где г — расстояние от центра О, а у — скорость распространения волны. Когда волна проходит через центр О, начинает образовываться расходящаяся сферическая волна ?2 = -]r/2^ В°лновое поле в пространстве теперь представится в виде

204

ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ СВЕТА

ІГЛ. III

Но напряженность поля ?-нигде не может обращаться в бесконеч-' ность, в частности и при г = 0. Поэтому необходимо, чтобы в любой момент времени выполнялось соотношение /2 (/) = —Zl (/), т. е. функция /2 может отличаться от функции Zi только знаком. Если колебания Zi и Z2 синусоидальны, то в точке О их фазы будут противоположны. А это и значит, что при прохождении через фокус фаза волны меняется на л.

Из приведенного рассуждения следует, что на передовом фронте функция Zi должна оставаться непрерывной. Если бы здесь она испытывала разрыв, то при подходе передового фронта к центру О напряженность поля E возрастала бы неограниченно. То же самое относится и к заднему фронту волны, а также к функции
Предыдущая << 1 .. 85 86 87 88 89 90 < 91 > 92 93 94 95 96 97 .. 331 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed