ศึกษาปรากฏการณ์การรบกวนของแสง ศึกษาปรากฏการณ์การรบกวน

วัตถุประสงค์: ศึกษาปรากฏการณ์การรบกวนของแสงและการกำหนดความยาวคลื่นของแสง

ทฤษฎี

การแทรกสอดของคลื่นเป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นเมื่อกระบวนการของคลื่นซ้อนทับและปรากฎตัวในการกระจายพลังงานเชิงพื้นที่และการก่อตัวของรูปแบบการสั่นที่เสถียรโดยมีความเข้มข้นสูงสุดและต่ำสุดสลับกันที่จุดต่างๆ ในอวกาศ ปรากฏการณ์ของการรบกวนจะสังเกตได้เฉพาะเมื่อเพิ่มคลื่นที่สอดคล้องกัน

ให้แสงความถี่เดียวกันจากสองแหล่งไปยังจุดสังเกตเดินทางในเส้นทาง xและ x ในสื่อต่าง ๆ ที่มีความเร็ว v 1 และ v 2 (ดัชนีการหักเหของแสงของสื่อและ , กับคือ ความเร็วแสงในสุญญากาศ ) . ณ จุดสังเกต จะเกิดการผันผวนของความแรงของสนามไฟฟ้า (เวกเตอร์แสง) อี 1 และ อี 2 :

E 1 \u003d E 10 บาป [ w (t - x 1 /วี 1 )]= อี 10 บาป [ w (t - x 1 n 1 / c)],

E 2 \u003d E 20 บาป [ w (t - x 2 /วี 2 )]= อี 20 บาป [ w (t - x 2 n 2 / c)],(1)

ที่ไหน อีและ อี คือแอมพลิจูดของการแกว่งที่เพิ่มขึ้น wคือความถี่วัฏจักร xnและ xnคือความยาวเส้นทางแสง กับคือ ความเร็วแสงในสุญญากาศ

ถ้าการแกว่งของเวกเตอร์ อี 1 และ อี 2 มีทิศทางเดียวกัน แล้วแอมพลิจูด อี 0 ของการแกว่งทั้งหมดขึ้นอยู่กับความแตกต่างของเฟสของการแกว่งที่เพิ่มเข้ามา

, (2)

โดยที่ λ คือความยาวคลื่นในสุญญากาศ และ คือความแตกต่างของเส้นทางแสง

ถ้า cos d = 0 ทุกที่ ความเข้มของแสงทั้งหมดจะเท่ากับผลรวมของความเข้ม และจะไม่มีการรบกวนใดๆ ถ้า cos d ไม่เปลี่ยนแปลงตามเวลาและใช้ค่าของมันเองสำหรับแต่ละจุดในอวกาศ จากนั้นจะสังเกตค่าสูงสุดของการรบกวนและค่าต่ำสุดของแสง: ค่าสูงสุดที่จุดเหล่านั้น cos d = 1 และขั้นต่ำในที่ที่ cos d = -1 .

เพื่อให้เกิดการรบกวนเมื่อคลื่นซ้อนทับ จำเป็นต้องมี 2 เงื่อนไข:

1) การสั่นจะต้องมีความแตกต่างของเฟสคงที่ตลอดช่วงเวลาการสังเกตทั้งหมด ในขณะที่ความถี่ของคลื่นรบกวนจะต้องเท่ากัน

2) เวกเตอร์ อี และ อี ต้องมีทิศทางเท่ากัน กล่าวคือ คลื่นต้องมีโพลาไรซ์เหมือนกัน

คลื่นที่เป็นไปตามเงื่อนไขเหล่านี้เรียกว่าคลื่นที่เชื่อมโยงกัน (ที่ตรงกัน) และแหล่งที่มาจะเรียกว่าแหล่งกำเนิดที่เชื่อมโยงกัน

เมื่อเพิ่มคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าของช่วงคลื่นวิทยุที่ปล่อยออกมาจากแหล่งกำเนิดมหภาค - เสาอากาศ ปัญหาของการเชื่อมโยงกันจะไม่เกิดขึ้น: เสาอากาศจะต้องเป็นไปตามเงื่อนไขสองข้อนี้ การซ้อนทับของคลื่นช่วงแสงจากแหล่งกำเนิดแสงสองแห่ง (ยกเว้นเลเซอร์) ไม่ให้รูปแบบการรบกวน เนื่องจากแหล่งกำเนิดเหล่านี้มักไม่ต่อเนื่องกัน แม้ว่าคุณจะใส่ฟิลเตอร์ที่เหมือนกันในแหล่งกำเนิดสองแหล่งแล้วส่งแสงผ่านโพลาไรเซอร์เพื่อสร้างการสั่น อี 1 และ อี 2 กำกับอย่างเท่าเทียมกันแล้วการรบกวนของแสงจะไม่ถูกสังเกต

ทั้งนี้เนื่องจากแหล่งกำเนิดแสงในความหมายที่แท้จริงของคำคืออะตอมของแต่ละคน แหล่งกำเนิดแสงทางเทคนิคใด ๆ อันที่จริงแล้วเป็นคอลเล็กชันของแหล่งกำเนิดอะตอมจำนวนมหาศาลที่ "กะพริบ" ตลอดเวลาและ "ออกไป" อย่างรวดเร็ว นอกจากนี้ในลักษณะสุ่มและไม่สอดคล้องกัน อายุการใช้งานของแหล่งกำเนิดอะตอมนั้นอยู่ที่ประมาณ 10 -8 วินาที ในช่วงเวลานี้ แสงเดินทางในเส้นทางประมาณ 300 ซม. ส่วนคลื่นนี้เรียกว่าขบวนคลื่น

เฟสเริ่มต้นของการสั่นสะเทือนของอะตอมแต่ละอะตอมนั้นเป็นอิสระ ดังนั้นความแตกต่างของเฟสสำหรับคลื่นต่าง ๆ จึงไม่คงที่ แต่จะเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วและเป็นแบบสุ่ม อุปกรณ์รบกวนมีความเฉื่อยและตามกฎแล้ว กำหนดแอมพลิจูดและความเข้มเฉลี่ยเป็นเวลานานกว่า 10 -8 วินาที และเพื่อที่จะสังเกตการรบกวน จำเป็นต้องให้ความแตกต่างของเฟสของการแกว่งที่ศึกษานั้นคงที่ระหว่างการสังเกต เวลา.

มีสองวิธีในการตรวจสอบความคงตัวของความแตกต่างของเฟสของเวลา หนึ่งคือการประสานการกระทำของการปล่อยแสงโดยอะตอม - ซึ่งทำได้ในเลเซอร์ (การปล่อยแสงกระตุ้น) วิธีที่สองคือการทำให้การสั่นสะเทือนจากอะตอมหนึ่งรบกวนจุดสังเกต มายังจุดสังเกตตามเส้นทางที่แตกต่างกันสองทาง โดยใช้การสะท้อนและการหักเหของแสง รูปแบบการแทรกแซงแบบคลาสสิกขึ้นอยู่กับหลักการนี้: กระจกของลอยด์, กระจกสองข้างและเฟรสเนลไบปริซึม รูปแบบเหล่านี้ใช้แนวคิดของการทดลองของ Young: เพื่อให้ได้แหล่งกำเนิดที่สอดคล้องกันสองแหล่งสำหรับการสังเกตการรบกวนโดยการแบ่งลำแสงที่ปล่อยออกมาจากแหล่งกำเนิดหนึ่งเป็นสองลำ

ค่าสูงสุดของการรบกวนจะสังเกตได้จากจุดที่คลื่นรบกวนมาถึงเฟสเดียวกัน กล่าวคือ ที่ d = 2 พีน, ที่ไหน น เป็นจำนวนเต็มบวกหรือลบ ดังนั้นความแตกต่างของเส้นทางคือ:

ดี = นl. (3)

มีการสังเกต Minima ที่จุดที่คลื่นมาถึงแอนติเฟส สำหรับประเด็นเหล่านี้ ความแตกต่างของเฟส , ซึ่งสอดคล้องกับความแตกต่างของเส้นทาง

เพื่อให้เสียงสูงและต่ำมีความชัดเจนมากขึ้น แอมพลิจูดของการแกว่งรวมจะต้องเท่ากัน เมื่อสังเกตการรบกวน จำเป็นต้องมีความแตกต่างในเส้นทางของคลื่นน้อยกว่าความยาวของรถไฟ มิฉะนั้น การแกว่งตัวที่เกิดจากรถไฟคนละขบวนจะรวมกัน และจะไม่เป็นไปตามเงื่อนไขการเชื่อมโยงกัน

พิจารณาแผนการของ Young แหล่งกำเนิดแสงในการทดลองดั้งเดิมของ Young เป็นช่องแคบสองช่อง มีการสังเกตการรบกวนบนหน้าจอระยะไกล ในรูป 1 S 1 และ S 2 - แหล่งกำเนิดแสง S 1 M และ S 2 M - ระยะทางจากแหล่งกำเนิดไปยังจุดสังเกต M ลองวาด S 1 A ตั้งฉากกับ S 2 M สามเหลี่ยม S 1 S 2 A และ WMO จะคล้ายกัน ในรูปแบบการรบกวนที่ใช้งานจริง มุมระหว่างคานขวาง ส 1 เอ็มส 2 เล็ก (ของคำสั่งเศษส่วนของดีกรี) เช่น ระยะห่างจากแหล่งที่มาไปยังหน้าจอนั้นมากกว่าระยะห่างระหว่างแหล่งที่มาเอง ดังนั้น ส 2 อาประมาณเท่ากับความแตกต่างของเส้นทาง D \u003d S 2 M - S 1 M

จากความคล้ายคลึงของสามเหลี่ยมที่เรามี: D / d» x/ หลี่, ที่ไหน

x=หลี่ดี / d, (5)

ที่ไหน X= OM คือพิกัดของจุดสังเกตบนหน้าจอ d = ส 1 ส 2 คือระยะห่างระหว่างแหล่งที่มา หลี่ = ในคือระยะห่างจากต้นทางไปยังหน้าจอ

หากสังเกตค่าสูงสุดที่จุด M ดังนั้นความแตกต่างในเส้นทางของรังสี ณ จุดนี้จะเท่ากับความยาวคลื่นจำนวนเต็ม จากนั้นตาม (5) พิกัดของจุดสูงสุดคือ ( นเป็นจำนวนเต็ม: น= 0, ±1, ±2, ±3,… เรียกว่าลำดับการรบกวนสูงสุด) ระหว่างเสียงสูงคือระดับต่ำ ระยะห่างระหว่างค่าสูงสุดที่อยู่ติดกันและระหว่างค่าต่ำสุดที่อยู่ติดกันมีค่าเท่ากันและเท่ากับ

หากอยู่ในเส้นทางของรังสีใด ๆ เช่นด้านบนให้ใส่แผ่นใสบาง ๆ ที่มีดัชนีการหักเหของแสง นและความหนา ชมจากนั้นระหว่างคานจะมีความแตกต่างของเส้นทางแสงเพิ่มเติมเพราะ รังสีหนึ่งผ่านพ้นไป ชมในอากาศและวินาทีที่ระยะนี้ผ่านไปในสารของจาน เป็นผลให้รูปแบบการรบกวนทั้งหมดจะเปลี่ยนไปในทิศทางที่เพลตตั้งอยู่ กล่าวคือ ในตัวอย่างของเรา หากความแตกต่างของเส้นทางเพิ่มเติมเท่ากับความยาวคลื่น จะมีการเปลี่ยนแปลงตามความกว้างของขอบรบกวนหนึ่งเส้น หากมีการเลื่อนภาพบน นู๋วงดนตรี ( นู๋สามารถเป็นเศษส่วนได้) จากนั้นความแตกต่างของเส้นทางแสงเพิ่มเติม:

สูตรนี้ช่วยให้รู้ค่า λ เพื่อกำหนดทั้งดัชนีการหักเหของแสงของเพลต (หากทราบความหนา) และความหนาด้วยดัชนีการหักเหของแสงที่ทราบ

แล็บ B-3

การศึกษาการรบกวนของแสง

1. วัตถุประสงค์ของงาน

ศึกษาปรากฏการณ์การรบกวนของแสงในแผ่นกระจกแบน การวัดดัชนีการหักเหของแสงของแก้วด้วยวิธีรบกวน

2. การเตรียมงาน

ศึกษาเนื้อหาเชิงทฤษฎีเกี่ยวกับการบรรยาย หนังสือเรียน และแนวทางปฏิบัติสำหรับการทำงาน ทำความเข้าใจแนวคิด: การรบกวน คลื่นและแหล่งกำเนิดที่สอดคล้องกัน เงื่อนไขสำหรับการรบกวนสูงสุดและต่ำสุด ทำความคุ้นเคยกับอุปกรณ์ติดตั้งในห้องปฏิบัติการ หลักการทำงานของอุปกรณ์ ขั้นตอนการวัดและประมวลผลผลลัพธ์ตามคู่มือระเบียบวิธีวิจัย เตรียมคำตอบสำหรับคำถามเพื่อความปลอดภัย

3. ทฤษฎีสั้น ๆ

การรบกวนเรียกว่าปรากฏการณ์การทับซ้อนของคลื่นตั้งแต่สองคลื่นขึ้นไปซึ่งเป็นผลมาจากการกระจายความเข้มของคลื่นทั้งหมดในอวกาศอย่างคงที่

เงื่อนไขการเชื่อมโยงกันเป็นที่พอใจเมื่อความถี่ของคลื่นรบกวนตรงกันและตำแหน่งร่วมกันของแหล่งที่มาในอวกาศมีเสถียรภาพ คลื่นที่สอดคล้องกันมีความแตกต่างของเฟสที่คงที่ในเวลา มีการสังเกตปรากฏการณ์การรบกวนสำหรับกระบวนการของคลื่นทุกประเภท และโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับคลื่นแสง

ในรูปแบบการรบกวนทางแสง การรับคลื่นแสงที่สอดคล้องกันทำได้โดยแยกฟลักซ์แสงที่มาจากแหล่งกำเนิดหนึ่งเป็นสองส่วน (หรือมากกว่า) เลเซอร์มีความสอดคล้องกันในระดับสูง ซึ่งมีลักษณะเฉพาะด้วยความเสถียรสูงของความถี่ไซคลิก w และแถบความถี่แคบของคลื่นที่ปล่อยออกมา Dw = wmax – wmin สำหรับเลเซอร์ Dw/w < 10–6 ซึ่งทำให้สามารถสังเกตปรากฏการณ์การรบกวนในการตั้งค่าพิเศษได้สำเร็จ

ในบริเวณที่มีการซ้อนทับกันของคลื่นสองคลื่นที่ไหลต่อเนื่องกันบนหน้าจอ เราสามารถสังเกตรูปแบบการรบกวนในรูปแบบของแถบแสงและแถบสีเข้มสลับกันได้ ตำแหน่งของขอบในรูปแบบการรบกวนถูกกำหนดโดยความต่างเฟสของคลื่นรบกวนที่จุดต่าง ๆ ในพื้นที่ของการไหลที่ทับซ้อนกัน ในกรณีเฉพาะของระนาบสองระนาบโพลาไรซ์เชิงเส้นในระนาบเดียวกัน คลื่นจะไหลในแอมพลิจูดเท่ากัน อี 0 แพร่กระจายในสุญญากาศ (อากาศ) และซ้อนทับในบางพื้นที่ เป็นไปได้ที่จะสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์อย่างง่ายของการรบกวน

ในรูป 1 แสดงรูปแบบการสังเกตการรบกวนของกระแสน้ำที่เกิดจากแหล่งกำเนิดแสงแบบจุดที่สอดคล้องกัน สและกระจกเงาที่อยู่ห่างจากแหล่งกำเนิดพอสมควร ในหน้าต่างอ้างอิงที่เกี่ยวข้องกับบริเวณการรบกวน เราแยกลำแสงสองลำในกระแสคลื่นที่ตัดกันที่จุด A โดยเดินทางเป็นระยะทางต่างกัน r 1 และ https://pandia.ru/text/78/276/images/image002_156.gif" width="541" height="231 src=">

หากคลื่นบนรังสีเหล่านี้มีขั้วในระนาบ ที่อู๋ X(ตั้งฉากกับระนาบของรูป) แล้ว สหภาพยุโรป- การฉายภาพลงบนแกน ที่ความแรงของสนามไฟฟ้าของคลื่นรวมที่เกิดจากการรบกวนที่จุด A สามารถแสดงได้ดังนี้

https://pandia.ru/text/78/276/images/image004_121.gif" width="135" height="52"> (2)

ความต่างเฟสของคลื่นที่เชื่อมโยงกันที่จุด A เป็นค่าคงที่เมื่อใดก็ได้และสามารถแสดงเป็น:

, (3)

โดยที่ l0 คือความยาวคลื่นในสุญญากาศ D คือความแตกต่างของเส้นทางแสงของคลื่นที่จุด A

จากความสัมพันธ์ (2) และ (3) ตามด้วยความแตกต่างในระยะของคลื่น:

ดีเจ=2p น, (4)

ที่ไหน น= 0,1,2,3…, แอมพลิจูดมีค่าสูงสุด และความแตกต่างของเส้นทางแสงของคลื่นเท่ากับจำนวนความยาวคลื่นจำนวนเต็ม l0 (จำนวนครึ่งคลื่นเท่ากัน):

. (5)

อัตราส่วนผลลัพธ์กำหนด เงื่อนไขการรบกวนสูงสุดโดยความแตกต่างของเฟส (4) และความแตกต่างของเส้นทางแสง (5) ของคลื่นรบกวนที่จุดหนึ่งของพื้นที่รบกวน

ได้รับเช่นเดียวกัน เงื่อนไขการรบกวนขั้นต่ำโดยความแตกต่างของเฟสซึ่งดำเนินการที่จุดอื่นในพื้นที่รบกวน

(6)

และตามความแตกต่างของเส้นทางแสง

. (7)

4. เทคนิคการทดลองและคำอธิบายของการตั้งค่า

https://pandia.ru/text/78/276/images/image011_83.gif" width="32" height="19">
ในรูป 2 แสดงแผนภาพการเคลื่อนผ่านของรังสีแสงจากเลเซอร์ผ่านเลนส์ 1 ไปยังจานที่ 2 และหลังจากการสะท้อนจากรังสีนั้นไปยังหน้าจอ 3 บนระนาบกระจกหนา-แผ่นขนาน 2 ที่มีความหนา ชมฟลักซ์แสงที่แยกตัวออกมาในรูปของกรวยซึ่งเป็นผลมาจากการเคลื่อนตัวของลำแสงเลเซอร์ผ่านเลนส์ 1 ตกลงมา หน้าจอที่ 3 ที่มีรูตรงกลางจะอยู่ในระนาบโฟกัสของเลนส์ในระยะไกล หลี่ (หลี่ >> ชม) จากจาน ฟลักซ์แสงที่สะท้อนจากพื้นผิวด้านหน้าและด้านหลังของจานรบกวนซึ่งกันและกันและทำให้หน้าจอมีระบบของวงแหวนที่มีศูนย์กลางแสงและความมืดที่มีรัศมี rม, ที่ไหน ม= 1,2,3,… – เบอร์แหวน

เราสามารถสรุปได้ว่าวงแหวนแทรกสอดที่มืดแต่ละอันสอดคล้องกับมุมตกกระทบของส่วนหนึ่งของรังสีของฟลักซ์แสงบนจาน a ม. ระยะทาง หลี่ >> rมดังนั้นในฟลักซ์ของแสงที่ตกกระทบบนจานที่ 2 เราจึงสามารถพบรังสีจำนวนมากที่พุ่งไปที่มุม a มและเกือบจะขนานกัน จากนั้นเราเลือกรังสีคู่หนึ่งซึ่งหนึ่งในนั้นสะท้อนจากด้านหน้าและที่สองจากพื้นผิวด้านหลังของแผ่นเปลือกโลกผ่านสองครั้งดังแสดงในรูปที่ 2. เนื่องจากมีการใช้แหล่งกำเนิดแสงเลเซอร์ ลำแสงเหล่านี้จึงสอดคล้องกัน และความแตกต่างของเส้นทางระหว่างลำแสงทั้งสองจะเป็นตัวกำหนดผลลัพธ์ของการรบกวนที่จุดแต่ละจุดของวงแหวนรัศมี rมบนหน้าจอ. ความแตกต่างของเส้นทางแสง D ของคานรบกวนตามรูปที่ 2 และคำนึงถึงการหมุนของเฟสของคลื่นเมื่อสะท้อนจากขอบกระจกอากาศภายในปี 1800 ซึ่งสอดคล้องกับการกระโดดใน D โดย l0/2 เท่ากับ:

D=(AB+BC) นู๋– (DC + l0 /2), (8)

ที่ไหน นู๋คือดัชนีการหักเหของแสงสัมบูรณ์ของแก้ว

ระยะทาง (AB + BC) และ DC สามารถแสดงได้ในแง่ของความหนาของแผ่น ชมด้วยวิธีต่อไปนี้:

(9)

กระแสตรง = 2 ชม tan b บาป a, (10)

โดยที่ b คือมุมหักเหของลำแสงตกกระทบบนจานที่มุม a

ตามกฎการหักเหของแสง:

ซิน่า = นู๋ซินบ, (11)

ดังนั้นสูตร (10) จึงถูกแปลงเป็นรูปแบบ:

, (12)

และการแทนที่นิพจน์ (9) และ (12) ลงในสูตร (8) โดยคำนึงถึง (11) ให้:

https://pandia.ru/text/78/276/images/image015_67.gif" width="227" height="56">, (14)

ที่ไหน ม = (น 0 – น) คือจำนวนวงแหวนสีเข้มที่สังเกตพบซึ่งสามารถวัดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางได้อย่างน่าเชื่อถือ ตัวเลข น 0 >>1 เนื่องจากเป็นตัวกำหนดความแตกต่างของเส้นทางแสงของรังสีรบกวน (D = https://pandia.ru/text/78/276/images/image017_61.gif" width="100" height="51 src=" >. (15)

สำหรับมุมเล็ก ๆ https://pandia.ru/text/78/276/images/image019_49.gif" width="16" height="13"> และ

ด้วยเหตุนี้ จากความสัมพันธ์ (14) และ (16) เราได้รับ:

, (16)

กล่าวคือ ความสัมพันธ์เชิงเส้นระหว่างและหมายเลขกริ่งในรูปแบบ:

อัตราต่อรอง เอ, ขการพึ่งพาอาศัยกันเชิงเส้น (17) และข้อผิดพลาดมาตรฐานของการกำหนด s เอและ s ขหาได้โดยวิธีกำลังสองน้อยที่สุดจากผลการวัดรัศมีวงแหวนรบกวน 5 - 7 วง มีการกำหนด เอ, ข, เป็นไปได้ที่จะพล็อตฟังก์ชัน (17) และคำนวณดัชนีการหักเหของแสงของแก้วที่ใช้ทำเพลตตามสูตร:

ความยาวคลื่นเลเซอร์ l0 และความหนาของแผ่น ชมรู้จักและระยะทาง หลี่วัดด้วยไม้บรรทัด ดังนั้น การกำหนดดัชนีการหักเหของแสงของแก้วจึงลดลงเหลือการวัดรัศมีวงแหวนมืด 5-7 วง กำหนดค่าสัมประสิทธิ์ เอและการคำนวณ นู๋ตามสูตร (19)

การตั้งค่าการวัดถูกประกอบบนแท่นออปติคัล 5 (รูปที่ 3) โดยที่ 1 คือเลเซอร์ 2 คือตัวดัดแปลง แผ่นกระจกจับจ้องอยู่ที่แท่นหมุน 4 ซึ่งช่วยให้คุณปรับตำแหน่งให้สัมพันธ์กับลำแสงเลเซอร์ได้ เลนส์โมดูล 2 สร้างฟลักซ์แสงที่เบี่ยงเบนจากลำแสงเลเซอร์ซึ่งตกลงบนแผ่นกระจก 3 สะท้อนจากเลนส์และกระทบกับหน้าจอโมดูล 2 ซึ่งสังเกตรูปแบบการรบกวน

ข้อผิดพลาดของการวัดดัชนีการหักเหของแสงทางอ้อมโดยวิธีการที่พิจารณาสามารถประมาณได้โดยใช้สูตร (19) และคำนึงถึงความไม่แน่นอนสัมพัทธ์ของความยาวคลื่นเลเซอร์น้อยกว่าข้อผิดพลาดสัมพัทธ์ในการกำหนดปริมาณ เอในการทดลอง

5. สั่งงาน

5.1. การเตรียมการติดตั้ง (ดำเนินการโดยผู้ช่วยห้องปฏิบัติการหรืออาจารย์)

5.1.1. เปิดเครื่องในเครือข่ายและย้ายสวิตช์สลับของแหล่งจ่ายไฟไปที่ตำแหน่งบน หมุนปุ่ม "CURRENT" ไปทางขวาจนกระทั่งรังสีเลเซอร์คงที่ปรากฏขึ้น ใช้สกรูปรับของอุปกรณ์ยึดเลเซอร์ ตั้งจุดแสงของการแผ่รังสีไปที่กึ่งกลางของช่องวงกลมที่ผนังด้านขวาของตัวเครื่อง

5.1.2. ติดตั้งแผ่นเสียง 4 ด้วยแผ่นกระจกบนแท่นแบบออปติคัลที่ระยะห่างจากเลเซอร์ 30-40 ซม. ใช้สกรูปรับเพื่อปรับทิศทางเพลตเพื่อให้พื้นผิวตั้งฉากกับลำแสงเลเซอร์ ยึดโต๊ะ 4 เข้ากับม้านั่งด้วยสกรูพิเศษ

5.1.3. ติดตั้งโมดูล 2 ด้วยเลนส์และหน้าจอบนแท่นออปติคัลที่ระยะห่าง 5-10 ซม. จากเลเซอร์ และใช้สกรูปรับเพื่อปรับเลนส์เพื่อให้ลำแสงเลเซอร์ผ่านตรงกลางรูหน้าจอ และ แกนออปติกของเลนส์ตรงกับลำแสงเลเซอร์ และยึดโมดูล 2 ไว้บนม้านั่ง

5.1.4. ใช้สกรูปรับของโมดูล 2 และอุปกรณ์ 4 ให้เห็นภาพวงแหวนรบกวน 5 ถึง 7 วงบนหน้าจอ เพื่อให้ศูนย์กลางของวงแหวนใกล้เคียงกับรูตรงกลางหน้าจอ

5.2. การวัดรัศมีของวงแหวนรบกวน

5.2.1. วัดระยะทางด้วยไม้บรรทัด หลี่ระหว่างหน้าจอกับแผ่นกระจก บันทึกผลการวัด หลี่, ความยาวคลื่นรังสีเลเซอร์ l0 และความหนาของแผ่น ชมที่ระบุไว้ในการติดตั้งในตาราง

5.2.2. ใช้หน่วยมิลลิเมตรที่พิมพ์บนหน้าจอวัดระยะทาง และ จากกึ่งกลางของหน้าจอไปยังจุดตรงข้ามของจุดแรก ( ม= 1) วงแหวนมืดที่มีรัศมีต่ำสุดที่สังเกตได้อย่างดี

5.2.3. คล้ายกับข้อ 5.2.2 วัดระยะทาง และ จากกึ่งกลางของหน้าจอไปยังจุดตรงข้ามของวงแหวนรบกวนที่มีตัวเลข ม= 2,3,4,5,6. ป้อนผลการวัดในตาราง

หลี่= ม., ล.0 = µm, ชม= mm

6. การประมวลผลผลการวัดและการออกแบบรายงาน

6.1. คำนวณตามตาราง กำลังสองของรัศมีของวงแหวนโดยใช้สูตรที่ให้ไว้ในตาราง แล้วจดผลลัพธ์ของการคำนวณลงไป

6.2. คำนวณสัมประสิทธิ์ เอและ ขความเป็นเส้นตรงและข้อผิดพลาดมาตรฐาน s เอค่าสัมประสิทธิ์ เอวิธีกำลังสองน้อยที่สุดโดยใช้โปรแกรมคอมพิวเตอร์ "การคำนวณ + ข MNC" จากโฟลเดอร์ "กำลังประมวลผลผลลัพธ์ของ LR"

6.3. มุ่งเน้นไปที่กราฟที่แสดงบนคอมพิวเตอร์ สร้างกราฟการพึ่งพา (17) โดยการวาดเส้นตรงผ่านจุดที่มีพิกัด (1, ) และ (5, ) และทำเครื่องหมายจุดทดสอบทั้งหมด

6.4. ใช้สูตร (19) คำนวณดัชนีการหักเหของแสงของเพลต นู๋และประเมินความคลาดเคลื่อนของการวัดตามสูตร:

,

ที่ไหน tRคือสัมประสิทธิ์ที่กำหนดโดยความน่าจะเป็นความเชื่อมั่นของการวัด Rซึ่งครูเป็นผู้กำหนด s หลี่– ข้อผิดพลาดมาตรฐานของการวัดระยะทาง หลี่ซึ่งแนะนำให้ถ่ายเท่ากับ 1 มม.

6.5. กำหนดข้อสรุปสำหรับงานห้องปฏิบัติการตามกำหนดการและผลการวัด

7. คำถามที่ต้องเตรียมการรับเข้าทำงานห้องปฏิบัติการ

7.1. เขียนสมการของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าโมโนโครมสองระนาบที่แตกต่างกัน จดสูตรที่กำหนดจำนวนคลื่น ความยาวคลื่น และความสัมพันธ์ระหว่างกัน

7.2. คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแบบเอกรงค์ระนาบจะเชื่อมโยงกันเมื่อใด

7.3. คลื่นรบกวนคืออะไร? ความแตกต่างของเส้นทางแสงของคลื่นคืออะไรและเกี่ยวข้องกับความแตกต่างของเฟสของคลื่นรบกวนอย่างไร

7.4. เขียนเงื่อนไขสำหรับค่าสูงสุดและค่าต่ำสุดของความเข้มแสงสำหรับความต่างเฟสของคลื่นรบกวนที่จุดสังเกต

7.5. อะไรคือความแตกต่างของเส้นทางแสงของคลื่นที่สอดคล้องกันและเกี่ยวข้องกับความแตกต่างของเฟสอย่างไร?

7.6. เขียนเงื่อนไขสำหรับค่าสูงสุดและค่าต่ำสุดของความเข้มแสงสำหรับความแตกต่างของเส้นทางแสงของคลื่นรบกวนที่จุดสังเกต

7.7. วาดเส้นทางของรังสีระหว่างการรบกวนของแสงในจานแก้ว ระยะทางใดที่กำหนดความแตกต่างของเส้นทางของรังสีรบกวน

7.8. กราฟการพึ่งพาใดที่ควรวางแผนในงานห้องปฏิบัติการ?

7.9. เขียนสูตรคำนวณดัชนีการหักเหของแสงของแก้วที่ใช้ในห้องปฏิบัติการ

7.10. เขียนสูตรคำนวณข้อผิดพลาดในการวัดค่าดัชนีการหักเหของแสงที่ใช้ในห้องปฏิบัติการ

7.11. เป็นไปได้ไหมที่จะเปลี่ยนเลเซอร์ในการติดตั้งด้วยหลอดไส้ด้วยฟิลเตอร์ที่แยกสเปกตรัมการแผ่รังสีที่แคบและแยกจากกัน?

7.12. เป็นไปได้ไหมที่จะสังเกตรูปแบบการรบกวนในฟลักซ์แสงที่ลอดผ่านจานบนหน้าจอที่วางอยู่ด้านหลัง

8. วรรณคดี

1. ฟิสิกส์ทั่วไปของ Saveliev - ม.: เนาคา, 1998. - V.1.

2. ฟิสิกส์ Trofimov - ม.: ม.ปลาย, 2533.

วัตถุประสงค์:เพื่อศึกษาปรากฏการณ์ของการรบกวน เพื่อกำหนดความกว้างของเขตรบกวน มุมหักเหของแสงสองปริซึม ความยาวของคลื่นแสง

เครื่องมือและอุปกรณ์เสริม:ม้านั่งออปติคอล แหล่งกำเนิดแสง ฟิลเตอร์แสง ร่องเลื่อน Fresnel biprism เลนส์บรรจบกัน ไมโครมิเตอร์ในตา

องค์ประกอบของทฤษฎีและวิธีการทดลอง:

เมื่อคลื่นแสงที่เชื่อมโยงกันซ้อนทับกัน พลังงานของการแผ่รังสีแสงจะถูกกระจาย อันเป็นผลมาจากการที่ค่า maxima ปรากฏในบางแห่ง และความเข้มต่ำสุดในที่อื่นๆ ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าการรบกวนของแสง การสังเกตการรบกวนจะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อคลื่นแสงรวมกันมีความสอดคล้องกัน กล่าวคือ คลื่นเหล่านี้มีทิศทางของการสั่น ความถี่ และความแตกต่างของเฟสคงที่ δ ในช่วงเวลาเดียวกันที่เหมือนกัน ความแตกต่าง δ ของเฟสของการสั่นที่สร้างขึ้น ณ จุดหนึ่งโดยคลื่นเอกรงค์สองระนาบที่แพร่กระจายในตัวกลางที่มีความหนาแน่นเชิงแสงต่างกันถูกกำหนดโดยความสัมพันธ์:

โดยที่ λ 0 คือความยาวคลื่นในสุญญากาศ n 1 และ n 2 คือดัชนีการหักเหของแสงของตัวกลาง x 1 และ x 2 คือระยะทางที่คลื่นเคลื่อนที่ตามลำดับจากแหล่งกำเนิดที่ 1 และ 2 ไปยังจุดสังเกต

ความแตกต่าง เรียกว่า ความแตกต่างของเส้นทางแสง

เมื่อคลื่นแสงที่เชื่อมโยงกันสองคลื่นซ้อนทับกันในสุญญากาศ

แอมพลิจูดของการสั่นสะเทือนที่เกิดขึ้น ณ จุดที่กำหนดในอวกาศถูกกำหนดโดยนิพจน์:

ที่ไหน - ความแตกต่างของเฟส - เวกเตอร์คลื่น

เนื่องจากความเข้มของการแกว่ง ดังนั้นสำหรับการสั่นที่เกิดขึ้น เราสามารถเขียนได้ว่า:

ความเข้มสูงสุดเกิดขึ้นได้ด้วยความแตกต่างของเฟส และที่เล็กที่สุดที่ โดยที่ m=0, 1, 2, … รูปแบบการรบกวนที่ชัดเจนที่สุดจะสังเกตได้ที่ แล้วในที่สูงและต่ำ

คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจากแหล่งความร้อนไม่ต่อเนื่องกัน นี่เป็นเพราะกลไกของการแผ่รังสี - อะตอมปล่อยขบวนคลื่นผ่านจากสถานะพลังงานที่สูงขึ้นไปยังสถานะที่ต่ำกว่า เฟสของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ปล่อยออกมาระหว่างการเปลี่ยนแปลงแต่ละครั้งจะใช้ค่าสุ่ม ปล่อยให้การเปลี่ยนแปลงเฟสไม่มีนัยสำคัญ (ไม่เกิน π) ในช่วงเวลา τ coh จากนั้นในช่วงเวลานี้คลื่นจะถือเป็นกึ่งสีเดียว สำหรับรถไฟคลื่นในช่วงแสง เวลานี้ (เวลาที่เชื่อมโยงกัน) ถูกกำหนดโดยอายุขัยของอะตอมในสถานะตื่นเต้น ระยะทางที่พื้นผิวของเฟสคงที่ของรถไฟผ่านในช่วงเวลา τ coh เรียกว่า ความยาวเชื่อมโยงกัน ซึ่งเท่ากับ: .

สำหรับแหล่งที่มาทั่วไป ความยาวที่เชื่อมโยงกันจะใช้ค่าตั้งแต่หลายเซนติเมตรไปจนถึงหลายเมตร

จากที่กล่าวมาข้างต้น เราสามารถกำหนดหลักการทั่วไปในการรับรูปแบบการรบกวนจากแหล่งความร้อน: การสะท้อนหรือการหักเหของคลื่นแสงธรรมชาติ ควรแบ่งออกเป็น 2 ส่วน แล้วรื้อถอนในพื้นที่บางพื้นที่ ที่จุดในอวกาศซึ่งความแตกต่างของเส้นทางแสง Δ น้อยกว่าความยาวที่เชื่อมโยงกัน รูปแบบการรบกวนจะเกิดขึ้น

ในงานนี้ ได้ใช้ Fresnel biprism ซึ่งประกอบด้วยปริซึมแก้ว 2 อันที่มีมุมหักเหเล็กน้อยและมีหน้าเหมือนกัน แหล่งกำเนิดแสงเป็นร่องแคบๆ ซึ่งวางขนานกับขอบของมุมป้านของไบปริซึม และส่องสว่างด้วยแสงสีเดียวจากแหล่งกำเนิด อันเป็นผลมาจากการหักเหของรังสีในไบปริซึมทำให้เกิดคลื่น 2 คลื่นที่เชื่อมโยงกันราวกับว่าเล็ดลอดออกมาจากแหล่งกำเนิดที่เชื่อมโยงกันในจินตนาการ

คลื่นเหล่านี้ตัดกันทำให้เกิดเขตรบกวน รูปแบบการรบกวนจะสังเกตได้บนหน้าจอที่อยู่ด้านหลังเลนส์ ผลลัพธ์ของการเพิ่มการสั่นที่มาถึงจุด P ของหน้าจอจากแหล่งกำเนิดที่สอดคล้องกัน ขึ้นอยู่กับความแตกต่างของเส้นทางแสงในกรณีของสุญญากาศ: .

หากที่จุดในอวกาศคลื่นที่สอดคล้องกันกลายเป็นเฟสนั่นคือ ความยาวคลื่นจำนวนเต็มพอดีกับความแตกต่างของเส้นทางแสง: จากนั้นการแกว่งที่ได้จะมีแอมพลิจูดสูงสุด ในทางตรงกันข้าม ณ จุดในที่ซึ่ง สังเกตความเข้มต่ำสุด ที่นี่ m=0,1,2… - ลำดับการรบกวนสูงสุดหรือต่ำสุด

การกำหนดความยาวของคลื่นแสงขึ้นอยู่กับการวัดความกว้างของขอบรบกวน b และระยะห่างระหว่างแหล่งกำเนิดในจินตนาการที่เชื่อมโยงกัน 2d แบนด์วิดท์ b คือระยะห่างระหว่างจุดกึ่งกลางของค่าสูงสุดหรือค่าต่ำสุดที่อยู่ใกล้เคียง ที่มุมโก่งตัวเล็กๆ ความสัมพันธ์จะถูกต้อง

งาน #8

การศึกษาปรากฏการณ์การรบกวนของแสง

วัตถุประสงค์: กำหนดความยาวคลื่นของแสงสีแดงและสีเขียวโดยใช้เฟรสเนลไบปริซึม

ทฤษฎีคำถาม

ปรากฏการณ์ของการรบกวนของแสงประกอบด้วยความจริงที่ว่าเมื่อมีการเพิ่มการสั่นของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าของคลื่นแสงที่เชื่อมโยงกันสองคลื่น (หรือมากกว่า) ที่เชื่อมโยงกัน ความเข้มจะถูกกระจายในอวกาศ: maxima ปรากฏในสถานที่บางแห่งและระดับต่ำสุดในที่อื่น การรบกวนนั้นชัดเจนที่สุดในกรณีที่การสั่นของอิเล็กตรอนของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าเกิดขึ้นในทิศทางเดียวและแอมพลิจูดของคลื่นรบกวนทั้งสองจะเท่ากัน (
). ในกรณีนี้ ที่ระดับสูงสุด ความเข้มคือ I = 4I 1 และที่ค่าต่ำสุด - I = 0 ความเข้มของแสงเป็นสัดส่วนกับกำลังสองของแอมพลิจูดของเวกเตอร์ความแรงของสนามไฟฟ้าของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า I=
.

คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าถูกกำหนดโดยการสั่นของเวกเตอร์และ สนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก เมื่อกำหนดเงื่อนไขการรบกวน จะเลือกเวกเตอร์ เนื่องจากผลกระทบของแสงที่มีต่ออวัยวะของการมองเห็น แผ่นถ่ายภาพ โฟโตเซลล์ และอุปกรณ์อื่น ๆ ที่ออกแบบมาเพื่อตรวจจับนั้น ถูกกำหนดโดยเวกเตอร์ของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นหลัก

คลื่นสองคลื่นเรียกว่าเชื่อมโยงกันหากเฟสต่างกัน ณ จุดหนึ่งในอวกาศคงที่ในเวลา แหล่งกำเนิดแสงจะเรียกว่าเชื่อมโยงกันหากปล่อยคลื่นแสงที่สอดคล้องกัน แหล่งกำเนิดแสงธรรมชาติไม่ต่อเนื่องกัน

สามารถรับคลื่นแสงที่สัมพันธ์กันได้โดยการแบ่ง (ด้วยความช่วยเหลือของการสะท้อนและการหักเหของแสง) คลื่นที่เกี่ยวข้องกับการแผ่รังสีหนึ่งครั้งโดยแหล่งกำเนิดออกเป็นสองส่วน (รูปที่ 1) ราวกับว่าถูกปล่อยออกมาจากแหล่งกำเนิดสองแหล่งที่เชื่อมโยงกัน

ให้คลื่นลูกแรกส่งผ่านจากแหล่งกำเนิดสองแหล่งที่เชื่อมโยงกันไปยังจุด P ในอวกาศในตัวกลางที่มีดัชนีการหักเหของแสง n 1 เส้นทาง l 1 , คลื่นลูกที่สองผ่านตัวกลางที่มีดัชนีการหักเหของแสง n 2 ทาง l 2 .

หากเฟสเริ่มต้นของคลื่นทั้งสองมีค่าเท่ากับศูนย์ การแกว่งเวกเตอร์เกิดขึ้นในทิศทางเดียวกันและความถี่การสั่นเท่ากัน คลื่นแรกจะกระตุ้นการสั่นของความแรงของสนามไฟฟ้าที่จุด P
, ที่สอง - ความผันผวน
., ที่ไหน
,
, s คือความเร็วแสงในสุญญากาศ ความแรงของสนามไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในปัจจุบัน Rเท่ากับ

E \u003d E 1 + E 2 \u003d E 01
+
(1)

และจะสั่นด้วยความถี่เท่ากัน
เป็นความตึงเครียด E 1 และ E 2 และแอมพลิจูดเท่ากับ

. (2)

เนื่องจากความเข้ม I เป็นสัดส่วนกับกำลังสองของแอมพลิจูด ดังนั้น

ผม
? (3)

ที่ไหน
- ความแตกต่างของเฟสระหว่างการสั่นของ E 1 และ E 2 ที่จุด P - ความยาวคลื่นในสุญญากาศ

ค่า
= ล
เรียกว่าความแตกต่างในเส้นทางแสงที่คลื่นเดินทางหรือความแตกต่างของเส้นทางแสง

จาก (3) จะเห็นได้ว่าความเข้มสูงสุด ณ จุดใดจุดหนึ่งในอวกาศจะสังเกตได้ถ้า

()=1 (4)

หรือถ้าความแตกต่างของเส้นทางแสงเท่ากับจำนวนความยาวคลื่นในสุญญากาศ:

; ม=0,1,2… (5)

ความเข้มข้นต่ำสุด ณ จุดใดจุดหนึ่งในอวกาศจะสังเกตได้ถ้า

หรือถ้าความแตกต่างของเส้นทางแสง จะเท่ากับความยาวคลื่นครึ่งจำนวนเต็มในสุญญากาศ:

; ม=0,1,2… (7)

เงื่อนไข (5) และ (7) เป็นเงื่อนไขสูงสุดและต่ำสุดตามลำดับ

หากแหล่งกำเนิดที่เชื่อมโยงกันสองแหล่งมีรูปแบบของรอยกรีดแคบขนานกัน เมื่อรวมเข้าด้วยกันแล้ว คลื่นทรงกระบอกที่ปล่อยออกมาจะทำให้เกิดรูปแบบการรบกวนในรูปแบบของแถบสีอ่อนและแถบสีเข้มสลับกัน

ให้หน้าจอ E ขนานกับระนาบที่ผ่านแหล่งกำเนิด S 1 และ S 2 แหล่งที่มาอยู่ในอากาศ (n 1 =n 2 =I); l คือระยะห่างระหว่างแหล่งกำเนิดที่สอดคล้องกัน S 1 และ S 2 ; d 0 คือระยะห่างจากเส้นตรงที่เชื่อมต่อแหล่งที่มากับหน้าจอที่สังเกตรูปแบบการรบกวน (l<คือ ความยาวคลื่นของแสงที่เปล่งออกมาจากแหล่งกำเนิด

การใช้รูปแบบการก่อตัวของรูปแบบการรบกวน (รูปที่ 2) และเงื่อนไข (5) เราสามารถค้นหาระยะห่างระหว่างจุดกึ่งกลางของค่าสูงสุด (แถบแสง) ที่ใกล้ที่สุดหรือค่าต่ำสุด (แถบสีเข้ม) - ความกว้างของขอบสัญญาณรบกวน .

ที่จุด 0 ของหน้าจอซึ่งตั้งฉากกับกึ่งกลางของส่วนที่เชื่อมต่อแหล่งที่มาจะมีค่าสูงสุดซึ่งเรียกว่าจุดศูนย์กลาง ที่จุด Р ซึ่งอยู่ห่างจากจุดศูนย์กลางสูงสุด x m ค่าสูงสุดที่มีจำนวน m จะถูกสังเกตหากความแตกต่างของเส้นทางแสงของคลื่นเท่ากับความยาวคลื่นจำนวนเต็ม:

ล. 2 -ล. 1 \u003d ม. (8)

รูปที่ 2 แสดงว่า

(9)

จาก (9) และ (10) เป็นไปตามนั้น

,

, (11)

ตั้งแต่ l<

จากนั้นจาก (11) ก็เป็นไปตามนั้น

. (12)

ขึ้นอยู่กับ (8)

=มล.

ระยะทางจากจุดศูนย์กลางสูงสุดถึงสูงสุดของจำนวน m คือ

. (13)

ระยะห่างระหว่างค่าสูงสุดหรือค่าต่ำสุดที่ใกล้ที่สุด (ความกว้างของขอบรบกวน) เท่ากับ

. (14)

ในงานนี้ เพื่อให้ได้รูปแบบการรบกวน เราใช้ Fresnel biprism ซึ่งเป็นปริซึมคู่ที่มีมุมหักเหน้อย
(สามสิบ).

ลำแสงตกกระทบบน biprism (รูปที่ 3) จากช่อง S ซึ่งอยู่ขนานกับขอบของมุมป้านเนื่องจากการหักเหของแสงแบ่งออกเป็นสองลำแสงของคลื่นทรงกระบอกที่เชื่อมโยงกันราวกับว่าเล็ดลอดออกมาจากแหล่งกำเนิดสองแห่งที่เชื่อมโยงกันในจินตนาการ ( ภาพของสล็อต) S 1 และ S 2 ความผันผวนที่เกิดขึ้นในเฟส (ในหนึ่งเฟส) ถ้ามุมป้านของ biprism ใกล้เคียงกับ 180 0 และมุมตกกระทบบน biprism นั้นเล็ก รังสีทั้งหมดจะเบี่ยงเบนโดยมุมเดียวกันเมื่อมีการหักเห :=(n-1),

โดยที่ n คือดัชนีการหักเหของแสงของแก้วไบปริซึม ในกรณีนี้ แหล่งจินตภาพ S 1 และ S 2 จะอยู่ในระนาบเดียวกันกับช่อง

ลำแสงที่เกิดขึ้นด้านหลัง biprism ทับซ้อนกันบางส่วนทำให้เกิดเขตรบกวน รูปแบบการรบกวนที่สังเกตได้บนหน้าจอเป็นการสลับของแถบสีอ่อนและสีเข้ม - ค่าสูงสุดและค่าต่ำสุด (รูปที่ 2)

เมื่อกำหนดระยะห่างระหว่างแหล่งกำเนิดที่สอดคล้องกัน l ระยะห่างจากแหล่งกำเนิดไปยังหน้าจอ d 0 และความกว้างของขอบสัญญาณรบกวน
คุณสามารถกำหนดความยาวคลื่นได้โดยสูตร

. (15)

คำอธิบายการติดตั้ง

รูปแบบการติดตั้ง (รูปที่ 4a) สำหรับกำหนดความกว้างของขอบสัญญาณรบกวน ระยะทาง d 0 ประกอบด้วยไฟส่องสว่าง I, K, ร่องเลื่อน S, ฟิลเตอร์ Ф, เฟรสเนลไบปริซึม BP, ไมโครมิเตอร์ตา OM ในระนาบโฟกัส ซึ่งมีการสังเกตรูปแบบการรบกวน ในการกำหนดระยะห่าง ล. ระหว่างภาพจินตภาพของรอยแยกจะใช้เลนส์บรรจบกัน L (รูปที่ 4b, c) ที่มีความยาวโฟกัส 10-15 ซม. เพิ่มเติม อุปกรณ์ทั้งหมดวางอยู่บนแท่นออปติคัลในตัวยึดที่ติดตั้งพอยน์เตอร์ สำหรับการอ่านตำแหน่งของพวกเขา เครื่องมือสามารถเคลื่อนย้ายขึ้นและลงในที่จับและยึดในตำแหน่งที่ต้องการ

ก)

ความกว้างของขอบรบกวนและระยะห่างระหว่างภาพจริงของรอยผ่า l ' วัดโดยใช้ไมโครมิเตอร์แบบตา ระยะห่างระหว่างแหล่งจินตภาพคำนวณโดยสูตรกำลังขยายของเลนส์บาง:

, (16)

โดยที่ a คือระยะห่างจากเลนส์ L ถึงแหล่งจินตภาพ (ถึงช่อง)

b คือระยะทางจากเลนส์ไปยังภาพจริง (ถึงไมโครมิเตอร์ของช่องมองภาพ)

ระยะทาง d 0 , a, b วัดด้วยไม้บรรทัดมาตราส่วนบนแท่นรับแสงตามตัวบ่งชี้ที่เกี่ยวข้อง

ไมโครมิเตอร์ตา - อุปกรณ์ที่ช่วยให้คุณวัดขนาดเชิงเส้นของภาพที่เกิดขึ้นจากระบบออปติคัลใด ๆ ในระนาบของมาตราส่วน (ในมุมมองของเลนส์ใกล้ตา)

ไมโครมิเตอร์เกี่ยวกับตาประกอบด้วยปลอก เลนส์ใกล้ตา และดรัม ในปลอกหุ้มในระนาบโฟกัสของเลนส์ใกล้ตามีแผ่นกระจกแบบตายตัวซึ่งมีมาตราส่วนแปดส่วนโดยมีค่าหาร 1 มม. ในระนาบโฟกัสเดียวกัน ยังมีแผ่นกระจกที่มีเป้าเล็งและดัชนีแสดงเส้นคู่ขนานบางสองเส้น (รูปที่ 5) เพลตนี้เชื่อมต่อกับดรัมอ่านค่าโดยใช้สกรูไมโครมิเตอร์ เพื่อที่ว่าเมื่อดรัมหมุน เป้าเล็งและดัชนีจะเคลื่อนที่ในมุมมองของเลนส์ใกล้ตาที่สัมพันธ์กับสเกลคงที่ ระยะพิทช์ของสกรูเคลื่อนเพลทที่เคลื่อนย้ายได้คือ 1 มม. เมื่อหมุนดรัมหนึ่งรอบ ดัชนีและเส้นเล็งจะเคลื่อนที่ไปในมุมมองของเลนส์ใกล้ตาโดยหนึ่งส่วนของมาตราส่วนคงที่ ดรัมแบ่งออกเป็น 100 ดิวิชั่น เพื่อให้ค่าดิวิชั่นของดรัมสกรูเท่ากับ 0.01 มม. ค่าที่อ่านได้ทั้งหมดของไมโครมิเตอร์ในตาคือผลรวมของค่าที่อ่านได้จากสเกลคงที่และดรัม

ในการกำหนดขนาดของภาพ เป้าเล็งจะถูกกำหนดทิศทางที่จุดสองจุดของภาพวัตถุตามลำดับ และอ่านค่าที่เกี่ยวข้อง ความแตกต่างในการอ่านให้ขนาดที่ต้องการ

สั่งงาน

ป้อนข้อมูลที่ได้รับในตารางแบบฟอร์ม I.

จำนวนเลน	ระยะห่างระหว่างเลน	ความกว้างของเส้น	ระยะทางจากช่องถึงไมโครมิเตอร์ d 0	ระยะห่างจากเลนส์ถึงรอยผ่า a	ระยะทางจากเลนส์ถึงไมโครมิเตอร์ b	ระยะห่างระหว่างภาพจริง l '	ระยะห่างระหว่างภาพเสมือน l	ความยาวคลื่น

คำถามสำหรับการชดเชย

ปรากฏการณ์ของการรบกวนของแสงคืออะไร? จำเป็นต้องมีเงื่อนไขใดบ้างเพื่อให้ได้รูปแบบการรบกวน

เงื่อนไขสำหรับการส่องสว่างสูงสุดและต่ำสุดที่จุดของสนามรบกวนคืออะไร?

การหารูปแบบการรบกวนโดยวิธีหารหน้าคลื่น โดยวิธีหารแอมพลิจูด

การประยุกต์ใช้ปรากฏการณ์การรบกวนในทางปฏิบัติ อินเตอร์เฟอโรมิเตอร์

วรรณกรรม

Saveliev I.V. หลักสูตรฟิสิกส์ทั่วไป ว.2. ไฟฟ้าและแม่เหล็ก คลื่นเลนส์ -ม.: เนาก้า, 1979. -ส. 338-364.