Описание экспериментальной установки и метода. Принципиальная схема наблюдения дифракции от двух щелей представ­лена на рис

Принципиальная схема наблюдения дифракции от двух щелей представ­лена на рис. 1,

Рис. 1

Параллельный пучок лучей от источника 1 освещает экран 2 с двумя узки­ми щелями 3 и 4, длина которых больше поперечника падающего пучка. Ширина щелей b одинакова/Расстояние - между серединами щелей d. Согласно принципу Гюйгенса, плоскости щелей становятся источниками вторичных волн, распрост­раняющихся во все стороны, т.е. свет дифрагирует на щелях. Дифрагированные волны являются когерентными, а следовательно, они могут интерферировать в области их наложения. Интерференционная картина наблюдается на экране 5, нахо­дящемся на расстоянии от плоскости щелей. Распределение интенсивности при взаимной интерференции волн, идущих от щелей 3 и 4, получим рассматривая их разность хода . Очевидно, максимумы интенсивности возникают в тех случаях, когда волны от щелей 3 и 4 приходят в точку на экране синфазными, т.е. когда разность хода А равна целому числу длин волн:

(1)

Максимумы, определяемые формулой (1), называются главными. Соот­ветственно минимумы интенсивности при взаимной интерференции возникают в тех случаях, когда волны от щелей 3 и 4 встречаются в противофазе, т.е.

(2)

Результирующее распределение интенсивности на экране 5 дано

Рис. 2.

на гра­фике (рис. 2), Пунктирная кривая соответствует распределению интенсивности первичных максимумов и минимумов (дифракция на одной щели), сплошная со­ответствует результирующему распределению с учетом главных максимумов и минимумов.

График показывает, что почти весь дифрагированный световой поток ( 90%) сосредоточен в пределах 0-го первичного максимума, т.е. в пределах угла ; . Дальнейшая дифракционная картина очень слаба и практически не наблюдается. Если d больше b, то в пределах угла , уложится несколько главных максимумов. При ( - целое число) из условия минимума для одной щели получим , а из формулы (1) . Следовательно, главные максимумы - го порядка совпадают с первичными минимумами - го порядка и будут погашены. Таким образом, между первичными миниму­мами - го порядка уложится главных максимумов, при этом

(3)

Шириной интерференционной полосы называется расстояние между серединами соседних главных максимумов или минимумов. При малых углах дифракции

(4)

где - расстояние между экраном 5 и экраном 2. Для длины волны получа­ем

(5)

Date: 2015-05-08; view: 521; Нарушение авторских прав