Выполнение работы

ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ

Интерференционная схема для, изучения пространственной когерентности представлена на рис.5.

Рис. 5

На оптической скамье 1 последовательно установлены следующие приборы. Гелий-неоновый лазер, дающий свет высокой степени когерентности на длине волны 633 нм. Линза 3, фокусирующая луч лазера на матовое стекло 4. Светящееся пятно на стекле 4 служит источником света при проведении экспериментов. Т.к. толщина матового стекла в разных точках различна, то оно нарушает пространственную когерентность лазерного пучка, и световые волны, исходящие из разных точек светового пятна имеют различную начальную фазу.

Если матовое стекло неподвижно, то разность начальных фаз сохраняется со временем. Если же стекло быстро перемещать в своей плоскости (вращать), то начальные фазы волн, выходящих из фиксированных относительно лабораторной системы точек плоскости расположения матового стекла, будут хаотически меняться со временем, и световое пятно в этом случае будет имитировать обычный источник света. Диаметр светящегося пятна можно варьировать, меняя положение линзы 3 вдоль оси. Для получения интерференционной картины при вращающемся матовом стекле между ним и экраном 6 ставится экран с двумя узкими щелями 5.

ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ

Упражнение 1. Получение интерференционной картины в лазерном излучении.

1. Установить на оптическую скамью приборы согласно рис.5 (кроме двойной щели 5). Включить лазер в соответствии с инструкцией. На экране должна появиться зернистая структура распределения интенсивности, получаемая в результате интерференции пучков света, исходящих из разных точек светящегося пятна с разными, но постоянными во времени начальными фазами.

2. Перемещая матовое стекло 4 относительно линзы 3, наблюдать картину на экране. Сделать заключение о результатах наблюдения.

3. Привести матовое стекло во вращение и наблюдать изменение картины на экране. Сделать заключение о результатах наблюдения.

Упражнение 2. Определение размера источника света.

Источником света в данной интерференционной схеме служит световое пятно на матовом стекле. Его размер в, как следует из рис.6, можно определить по формуле

(17)

1. Измерить диаметр лазерного, пучка . Для этого поместить лист бумаги с делениями между лазером и линзой и обвести контур светлого пятна. Фокусное расстояние линзы f = 16 мм.

2. Определить размер светящегося пятна для нескольких положений а матового стекла относительно линзы, пользуясь формулой (17)