Prepararea interferenței luminii folosind Fresnel biprism.
Biprism Fresnel - dispozitiv optic pentru producerea de fascicule luminoase coerente propuse de Augustin Fresnel. Biprism reprezintă două prisme dreptunghiulare identice triunghiulare, cu un unghi de refracție foarte mic, pliat la bazele lor. În practică biprism de obicei fabricate dintr-o singură bucată de sticlă. se poate observa fascicule de lumină interferență Folosind biprism [1] [2].
Utilizări pentru obținerea coerente biprism Puchkov Sveta Fresnel reprezintă un exemplu de realizare a metodei diviziunii wavefront. În conformitate cu cantitatea grinzilor de interferență a luminii interferență obținute prin utilizarea unei biprism Fresnel, denumit interferență cu două grinzi [1].
Pentru interferența sursei de lumină S sunt aranjate simetric în raport cu prismele care alcătuiesc biprism. Unghiurile de incidență a razelor la suprafata prismei mici, astfel încât toate razele sunt deviate de către acesta prin același unghi ö. egal cu (n - 1) α. unde n - indicele de refracție al materialului din care este confecționat prisma și α - refracta unghi de prismă.
Ca rezultat al refracției produce două fascicul de lumină coerentă a cărei vârfuri S1 și S2 pot fi considerate ca fiind poziția imaginii imaginară a sursei punctiforme pe ecran S. fascicule coerente din sursele S1 și S2 sunt suprapuse și care formează un model de interferență, care este un set de alternativ între lumină și întuneric fâșii [3].
In general, ca o sursă de lumină, folosind o fantă îngustă care se extinde paralel cu nervura și biprism aprins lumină monocromatică strălucitoare. În acest caz, modelul de interferență este un sistem de benzi alternative de lumină și întuneric, care sunt paralele cu fantă. În practică, este necesar un grad ridicat de radiație monocromatică, și pentru a produce un model de interferență este suficientă pentru a acoperi sursa de lumină albă filtru. din sticlă colorată. În cazul în care sursa de lumină albă nu este monochromatize, modelul de interferență constă din benzi de diferite culori. în plus, complet benzi întunecate nu vor fi observate pentru că iluminarea minimă de spațiu pentru lumina cu o lungime de undă coincid cu locațiile luminii maxime pentru lumină cu o lungime de undă diferită [3]. Prin creșterea lățimii decalaj ecranului crește de iluminare, dar în același timp, contrastul modelului de interferență scade până la dispariția completă.
In experimentele cu franjuri de interferență Fresnel biprism sunt observate în regiunea de suprapunere a grinzilor de pe ecran la orice distanță de pe ecran la biprism. Astfel de trupe spun că nu sunt localizate. [1]
Magnitudinea distanța d dintre sursa virtuală este definită de un unghi de rotație δ și distanța a dintre sursa S și lumina prismei; la distanțe mici δ pentru efectuarea [4]:
De la teorie generală de interferență cu două grinzi este cunoscut faptul că vârfurile de luminanță pe ecran sunt formate la distanțe x m> din centrul ecranului satisface condiția [1]
unde b - distanța dintre prisma și ecran, λ - lungime de undă a luminii, și m - un număr întreg având valori 0, ± 1, ± 2, ...
Rezultă că, în cazul biprism prevederilor maximelor se efectuează
Prin urmare, pentru m distanța Δ x> dintre vârfurile relației [4]
iluminarea ecranului la un punct cu coordonate x depinde de cp defazajului Δ (x), grinzi de interferență în acest moment:
unde E 0> - iluminarii produs de una dintre grinzile de interferență, și o diferență de fază este dată de
Astfel, iluminarea ecranului se modifică de la valoarea minimă E m i n = 0 = 0> la un E m maxim x = 4 E 0. = 4E _.>
Suprapunerea raze de lumină zona de pe ecran în direcția de coordonate x are o lungime aproximativ egală cu 2 b (n - 1) α. Prin urmare, folosind expresia de mai sus pentru distanțele dintre vârfurile luminanță Δ x m>. constatăm că numărul de observat în experimentele cu franjuri biprism Fresnel este: