Главная > Оптика > Основы оптики
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

7.3.2. Зеркала Френеля и другие аналогичные устройства.

Исторически опыты Юнга сыграли важную роль в становлении волновой теории свега Они также дали метод (хотя и небольшой точности) измерения длины волны монохроматического света с помощью исключительно простой аппаратуры Для этого необходимо только измерить , а и расстояния между полосами, которые в воздухе равны Однако в таком опыте свет от первичного источника достигает области взаимодействия пучков не теми путями, которые описываются законами геометрической оптики, чтобы показать несущественность того обстоятельства для осуществления интерференционных эффектов, впоследствии бы предложено много других способов, позволяющих получать когерентные источники

Рис. 7.5 Зеркала Френеля

В качестве одного из примеров назовем устройство, известное под названием зеркал Френеля (рис. 7.5) Свет от точечного источника падает на два пноских зерката распотожснные под небольшим углом друг к другу отражаясь от них, образует два мнимых изображения источника которые действуют как когерентные источники Плоскость очевидно, нормальна к линии пересечения зеркал и пересекает ее в точке А, Вели то

и, значит, перпендикуляр к середине отрезка также проходит через А. Расстояние между и равно

где а — угол между зеркалами

Рис. 7.6 Зеркало Ллойда.

Еще проще устроено зеркало Ллойда (рис. 7.6). Точечный йсточник помещается на некотором расстоянии от плоского зеркала М очень близко к плоскости его поверхности, так что свет отражается зеркалом под углом, очень близким к скользящему. Здесь когерентными источниками служат первичный источник и его мнимое изображение в зеркале При этом перпендикуляр к середине отрезка лежит в плоскости зеркала.

Можно упомянуть еще два других устройства подобного рода. Бипризма Френеля (рис. 7.7) образуется двумя одинаковыми призмами с небольшим преломляющим углом, которые сложены основаниями и имеют параллельные преломляющие ребра. Пучок лучей от точечного источника делится в результате преломления на два перекрывающихся пучка. Преломленные пучки не строго стигматичны, но вследствие малости преломляющего угла и малости угловой апертуры пучков мы можем пренебречь этой аберрацией и считать, что призмы образуют два мнимых изображения и источника Билинза Бийе (рис. 7.8) состоит из выпуклой линзы, разрезанной по диаметру на две части, немного раздвинутые в направлении, перпендикулярном к оптической оси; они образуют действительные изображения точечного источника S.

Во всех таких устройствах с первичным точечным источником интерференционные полосы наблюдаются в монохроматическом свете в любой плоскости области перекрытия расходящихся пучков от источников и (показано штриховкой на рис. 7.5-7.8). Про такие полосы говорят, что они не локализованы.

Обозначая, как и раньше, расстояния через , найдем, что геометрическое место точек Р, для которых разность фаз для волн, идущих от постоянна, представляет собой поверхность, определяемую уравнением

Следовательно, максимумы и минимумы результирующей интенсивности образуют семейство гиперболоидов с осью вращения имеющих общие фокусы в и Интерференционные полосы в плоскости, нормальной к перпендикуляру восстановленному к середине отрезка это сечения таких гиперболоидов, представляющие собой гиперболы.

Рис. 7.7. Бипризма Френеля.

Рис. 7.8. Билинза Бийе.

Рис. 7.9. Опыт Меслина.

Однако вблизи О они, как мы видели в п. 7.3.1, близки к прямым эквидистантным линиям, направленным под прямым углом к . В плоскости, нормальной к сечения гиперболоидов имеют вид концентрических окружностей, по такие полосы невозможно наблюдать с помощью описанных ньпие устройств. Однако их можно наблюдать в опыте Меслина, где половинки разрезанной линзы Бийе смещены вдоль оси, а не в поперечном направлении (рис. 7.9). В этом случае источники расположены в разных точках оптической оси, и соответствующие световые пучки перекрываются в области между ними. Полосы могут наблюдаться в плоскостях, нормальных к в виде концентрических окружностей с центром на оси. Так как область перекрытия пучков ограничена плоскостью, проходящей через оптическую ось, то видны только полуокружности.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление