Классические интерференционные схемы. Бипризма Френеля. Зеркала Френеля

Бизеркала Френеля. Два плоских соприкасающихся зеркала располагаются так, что их отражающие поверхности образуют угол, близкий к 180°. Источник света (например, узкая светящаяся щель) помещается параллельно линии пересечения зеркал на расстоянии OS = от неё. Вспомогательный экран КК преграждает свету путь от источника S к экрану АА.

Источниками когерентных волн служат два мнимых изображения источника света S. Мнимые источники взаимно когерентны, исходящие из них световые пучки, встречаясь друг с другом, интерферируют в области взаимного перекрытия. (Можно показать, что максимальный угол расхождения перекрывающихся пучков не может быть больше 2 α). На основании законов отражения S и расположены относительно зеркала I симметрично, длина отрезка равна OS, т. е. . Аналогично относительно зеркала II . Поэтому расстояние между источниками равно = 2 sin α ≈ 2 α.

Расстояние от мнимых источников до линии пересечения зеркал

cos α ≈ . Следовательно, L = + , где – расстояние от линии пересечения зеркал O до экрана АА.

Расстояние = тем меньше и, следовательно, интерференционная картина тем крупнее, чем меньше угол между зеркалами α.

Бипризма Френеля состоит из двух одинаковых, сложенных основаниями призм с малыми преломляющими углами (порядка нескольких минут). Параллельно этому основанию на расстоянии от него располагается источник света S. Свет от источника преломляется в обеих призмах, в результате чего за бипризмой распространяются световые пучки, как бы исходящие из мнимых источников , являющихся когерентными. На экране происходит наложение когерентных световых пучков и наблюдается интерференция.

Так как преломляющий угол бипризмы очень мал и малы углы падения световых лучей на бипризму, можно считать, что углы отклонения лучей , падающих на верхнюю и нижнюю половинки бипризмы малы, а мнимые изображения источника света и сам источник расположены практически в одной плоскости: . Расстояние между источниками равно sin .

Расстояние от источников до экрана: . Для наблюдения широких полос интерференции необходимо обеспечить малое расстояние = , при этом поле интерференции оказывается малым.