Бипризма Френеля: различия между версиями

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Интерактивная навигация по истории
(Показать все непатрулированные изменения)
[непроверенная версия][непроверенная версия]
← Предыдущая правкаСледующая правка →
Содержимое удалено Содержимое добавлено
ВизуальныйВики-текст
Нет описания правки
Строка 1: Строка 1:
{{К улучшению|2014-08-14}}
{{К улучшению|2014-08-14}}
[[Файл: Fresnel double prism.PNG|thumb|right|350px|Получение интерференции света с помощью бипризмы Френеля.]]
[[Файл: Fresnel double prism.PNG|thumb|right|350px|Получение интерференции света с помощью бипризмы Френеля.]]
'''Бипризма Френеля''' — оптическое устройство изготовленное из одного куска стекла представляющее собой две призмы с малым преломляющим углом ɵ и с общим основанием. На практике бипризму обычно изготавливают из единого куска стекла. С помощью бипризмы можно наблюдать [[Интерференция света|интерференцию]] световых пучков<ref name="Борн">{{книга |автор=[[Борн, Макс|Борн М.]], Вольф Э. |заглавие= Основы оптики. Изд. 2-е |ответственный= |ссылка= |место=М. |издательство=[[Наука (издательство)|«Наука»]]|год=1973 |том= |страниц=720 |страницы=295 |isbn=}}</ref><ref>{{ВТ-ЭСБЕ|Бипризма Френеля}}</ref>.
'''Бипризма Френеля''' — оптическое устройство изготовленное из одного куска стекла представляющее собой две призмы с малым преломляющим углом ɵ и с общим основанием. С помощью бипризмы можно наблюдать [[Интерференция света|интерференцию]] световых пучков<ref name="Борн">{{книга |автор=[[Борн, Макс|Борн М.]], Вольф Э. |заглавие= Основы оптики. Изд. 2-е |ответственный= |ссылка= |место=М. |издательство=[[Наука (издательство)|«Наука»]]|год=1973 |том= |страниц=720 |страницы=295 |isbn=}}</ref><ref>{{ВТ-ЭСБЕ|Бипризма Френеля}}</ref>.


== Принцип работы ==
== Принцип работы ==
Для получения интерференции источник света '''S''' располагают симметрично относительно призм, составляющих бипризму. Лучи от источника, прошедшие через каждую из призм, преломляются, в результате чего образуются два когерентных пучка света, вершины которых '''S<sub>1</sub>''' и '''S<sub>2</sub>''' можно интерпретировать, как точки расположения мнимых изображений источника '''S'''. На экране когерентные лучи от источников '''S<sub>1</sub>''' и '''S<sub>2</sub>''' перекрываются и формируют интерференционную картину<ref name="Ландсберг">{{книга |автор= [[Ландсберг, Григорий Самуилович|Ландсберг Г. С.]] |заглавие= Оптика|ответственный= |ссылка= |место=М. |издательство= [[Физматлит]]|год= 2003|том= |страниц=848 |страницы= |isbn=5-9221-0314-8}}</ref>.
Для получения интерференции источник света '''S''' располагают симметрично относительно бипризмы. Угол падения лучей на бипризму мал, вследствие чего все лучи отклоняются на одинаковый угол α=(n-1)θ, в результате образуются две когерентные цилиндрические волны, исходящие из мнимых источников '''S<sub>1</sub>''' и '''S<sub>2</sub>''' . На экране когерентные лучи от источников '''S<sub>1</sub>''' и '''S<sub>2</sub>''' перекрываются и формируют интерференционную картину<ref name="Ландсберг">{{книга |автор= [[Ландсберг, Григорий Самуилович|Ландсберг Г. С.]] |заглавие= Оптика|ответственный= |ссылка= |место=М. |издательство= [[Физматлит]]|год= 2003|том= |страниц=848 |страницы= |isbn=5-9221-0314-8}}</ref>.

Расстояние между мнимыми источниками равно: d=2a*sinα=2a*α=2a*(n-1)*θ, а расстояние от источников до экрана l=a+b.
Тогда ширина интерференционной полосы находится по формуле: Δx=((a+b)*λ)/(2aθ(n-1)).
Так как перекрываемая область имеет протяженность 2b*tgα, которую можно упростить до 2bθ(n-1), получаем, что число наблюдаемых интерференционных полос N= (4ab(n-1)<sup>2</sup>θ<sup>2</sup>/(λ*(a+b))


Обычно в качестве источника света используют узкую щель, расположенную параллельно ребру бипризмы и освещённую ярким [[Монохроматическое излучение|монохроматическим светом]]. В таком случае интерференционная картина представляет собой систему чередующихся светлых и тёмных полос, параллельных щели. На практике высокая степень монохроматичности излучения не требуется, и для получения интерференционной картины достаточно прикрыть источник белого света [[светофильтр]]ом, изготовленным из цветного стекла. Если белый свет источника не монохроматизировать, то интерференционная картина будет состоять из полос различного [[цвет]]а, причём полностью тёмных полос наблюдаться не будет, поскольку места минимальной освещённости для света с одной длиной волны будут совпадать с местами максимальной освещённости для света с другой длиной волны<ref name="Ландсберг"/>.
Обычно в качестве источника света используют узкую щель, расположенную параллельно ребру бипризмы и освещённую ярким [[Монохроматическое излучение|монохроматическим светом]]. В таком случае интерференционная картина представляет собой систему чередующихся светлых и тёмных полос, параллельных щели. На практике высокая степень монохроматичности излучения не требуется, и для получения интерференционной картины достаточно прикрыть источник белого света [[светофильтр]]ом, изготовленным из цветного стекла. Если белый свет источника не монохроматизировать, то интерференционная картина будет состоять из полос различного [[цвет]]а, причём полностью тёмных полос наблюдаться не будет, поскольку места минимальной освещённости для света с одной длиной волны будут совпадать с местами максимальной освещённости для света с другой длиной волны<ref name="Ландсберг"/>.

Версия от 12:10, 27 ноября 2014

Получение интерференции света с помощью бипризмы Френеля.

Бипризма Френеля — оптическое устройство изготовленное из одного куска стекла представляющее собой две призмы с малым преломляющим углом ɵ и с общим основанием. С помощью бипризмы можно наблюдать интерференцию световых пучков[1][2].

Принцип работы

Для получения интерференции источник света S располагают симметрично относительно бипризмы. Угол падения лучей на бипризму мал, вследствие чего все лучи отклоняются на одинаковый угол α=(n-1)θ, в результате образуются две когерентные цилиндрические волны, исходящие из мнимых источников S1 и S2 . На экране когерентные лучи от источников S1 и S2 перекрываются и формируют интерференционную картину[3].

Расстояние между мнимыми источниками равно: d=2a*sinα=2a*α=2a*(n-1)*θ, а расстояние от источников до экрана l=a+b. Тогда ширина интерференционной полосы находится по формуле: Δx=((a+b)*λ)/(2aθ(n-1)). Так как перекрываемая область имеет протяженность 2b*tgα, которую можно упростить до 2bθ(n-1), получаем, что число наблюдаемых интерференционных полос N= (4ab(n-1)2θ2/(λ*(a+b))

Обычно в качестве источника света используют узкую щель, расположенную параллельно ребру бипризмы и освещённую ярким монохроматическим светом. В таком случае интерференционная картина представляет собой систему чередующихся светлых и тёмных полос, параллельных щели. На практике высокая степень монохроматичности излучения не требуется, и для получения интерференционной картины достаточно прикрыть источник белого света светофильтром, изготовленным из цветного стекла. Если белый свет источника не монохроматизировать, то интерференционная картина будет состоять из полос различного цвета, причём полностью тёмных полос наблюдаться не будет, поскольку места минимальной освещённости для света с одной длиной волны будут совпадать с местами максимальной освещённости для света с другой длиной волны[3].

В экспериментах с бипризмой Френеля интерференционные полосы наблюдаются в области перекрытия пучков на экране при любом расстоянии от экрана до бипризмы. О таких полосах говорят, что они не локализованы[1].

См. также

Примечания

  1. ↑ 1 2 Борн М., Вольф Э. Основы оптики. Изд. 2-е. — М.: «Наука», 1973. — С. 295. — 720 с.
  2. ↑ Бипризма Френеля // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
  3. ↑ 1 2 Ландсберг Г. С. Оптика. — М.: Физматлит, 2003. — 848 с. — ISBN 5-9221-0314-8.

Литература

Сивухин Д. В. Общий курс физики. — Издание 3-е, стереотипное. — М.: Физматлит, МФТИ, 2002. — Т. IV. Оптика. — 792 с. — ISBN 5-9221-0228-1.

Источник — https://ru.wikipedia.org/ruwiki/w/index.php?title=Бипризма_Френеля&oldid=67025184