Учебный интерферометр

 

Изобретение относится к учебным наглядным пособиям по физике и предназначено для получения и демонстрации интерференционной картины. Цель изобретения - расширение демонстрационных возможностей за счет наблюдения пространственного разделения производных световых пучков и интерференционных явлений в проходящем свете, а также за счет демонстрации зависимости ширины и контрастности полос от величины коэффициента R отражения поверхностей прослойки между призмами. Пучок света осветителя 1 формируется конденсором 2 и фокусируется объективом 3 на малом участке воздушной прослойки между гипотенузными гранями трехгранных прямоугольных призм 4 и 5. На экране 7 формируется интерференционная картина в отраженных пучках, а на экране 8 - в прошедшем. Изменяя давление и местоприложение сжимающего усилия, можно влиять на контрастность спектров и степень ахроматизации одного из них. Прошедший пучок падает на экран 8, предварительно пройдя поляроид-анализатор 6. Поворачивая поляроид-анализатор 6 вокруг оси падающего на него светового пучка, демонстрируют зависимость ширины и контрастности полос от коэффициента R отражения поверхностей прослойки между призмами. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

союз соВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 01 В 9/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4414987/24-28 (22) 25.04.88 (46) 23.08.90 Бюл. N 31 (75) Я. E,Àìñòèñëàâñêèé (53) 535.4.411(088.8) (56) Демонстрационный эксперимент по физике в старших классах средней школы./Под ред. А.А.Покровского, 2-е изд. - М.:

Просвещение, 1972, с. 296-298, опыт 117. (54) УЧЕБНЫЙ ИНТЕРФЕРОМЕТР (57) Изобретение относится к учебным наглядным пособиям по физике и предназначено для получения и демонстрации интерференционной картины. Цель изобретения — расширение демонстрационных возможностей за счет наблюдения пространственного разделения производн ых световых пучков и интерференционных явлений в проходящем свете, а также за счет демонстрации зависимости ширины и контрастности полос от величины коэффи„„БЦ„„1587326 А1 циента R отражения поверхностей прослойки между призмами. Пучок света осветителя 1 формируется конденсором 2 и фокусируется объективом 3 на малом участке воздушной прослойки между гипотенузными гранями трехгранных прямоугольных призм 4 и 5, На экране 7 формируется интерференционная картина в отраженных пучках, а на экране 8 — в прошедшем, Изменяя давление и местоприложение сжимающего усилия, можно влиять на контрастность спектров и степень ахроматизации одного из них. Прошедший пучок падает на экран 8, предварительно пройдя поляроид-анализатор 6. Поворачивая поляроид-анализатор 6 вокруг оси падающего на него светового пучка, демонстрируют зависимость ширины и контрастности полос от коэффициента R отражения поверхностей прослойки между призмами. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1587326

Изобретение относится к учебным наглядным пособиям по физике и предназнач но для получения и демонстрации и терференционной картины, Цель изобретения — расширение демонстрационных возможностей за счет наблюдения пространственного разделения производных световых пучков и интерферЕнционных явлений в проходящем свете, а т кже за счет демонстрации зависимости ирины и контрастности полос от величины ! крэффициента R отражения поверхностей прослойки между призмами.

На фиг.1 представлена оптическая схеа учебного интерферометра; на фиг.2— охема, поясняющая формирование интер еренционньгх картин.

1 !

Учебный интерферометр содержит осветитель 1 и последовательно установленные по ходу светового пучка конденсор 2, бъектив 3, трехгранную прямоугольную

t ризму4, ориентированную таким образом, что световой пучок падает на катетную

1 рань призмы 4, дополнительную трехграную прямоугольную призму 5, установлен ую гипотенузной гранью на гипотенузной рани первой призмы 4, поляроид-анализаhop б, установленный по ходу прошедшего светового пучка с возможностью поворота вокруг оси падающего на него светового пучка, экран 7,.установленный по ходу отра,женных призмами 4 и 5 световых пучков, и

;экран 8, установленный по ходу прошедшего светового пучка после дополнительной призмы 5. Кроме того, интерферометр содержит красный светофильтр 9, установленный между объективом 3 и призмой 4, Интерферометр работает следующим образом.

Оправу с закрепленной в ней одиночной призмой 4 ориентируют так, чтобы ось светового пучка составляла с гипотенузной гранью АС угол i = 4, где 4 = arcsin (1/n)— угол полного внутреннего отражения. При этом светлая область полного внутреннего отражения и смежная с ней полутемная область частичного отражения занимают на экране 7 примерно одинаковую площадь, и слабо искривленная граница их раздела делит поле зрения пополам. При поднесении к призме 4 второй призмы 5 и образовании прослойки прошедший через грань АС пучок испытывает последующие отражения, возникают производные пучки, и в полутемной области на экране 7 появляются блики, которые в зависимости от положения второй призмы 5 в большей или меньшей степени покрывают полутемную область, соответственно увеличивая ее освещенность в области перекрывания. Прижатие

20 регулируя давление и изменяя местоприло25 жение сжимающего усилия, можно соответ30

55 призм и образование тонкой плоскопараллельной воздушной прослойки между гипотенузными гранями призм 4 и 5 приводит к полному перекрыванию бликов и в случае подготовленного интерферометра, когда соприкасающиеся грани призм тщательно очищены от пыли, в области перекрывания формируются яркие и насыщенные красками интерференционные спектры.

Отличительная особенность явления состоит в том, что картина представляет собой совокупность полос равного наклона самых первых интерференционных порядков, и высокая степень временной ксгерентности перекрывающихся пучков достигается в немонохроматическом и даже.в белом свете.

Вместе с тем, при удовлетворительной степени плоскопараллельности прослойки достигается высокая степень пространственной когерентности перекрывающихся пучков даже при значительных (например, в несколько. сантиметров) поперечных размерах освещающего источника. Поэтому, ствующим образом деформировать прослойку и влиять на контрастность спектров, их ширину, а также на степень ахроматизации одного из спектров.

С помощью интерферометра возможна демонстрация следующих явлений: невозмущенная в отсутствие второй призмы картина отражения QT гипотенузной грани первой закрепленной призмы с образованием на экране наблюдения двух резко разграниченных соседних областей светлой области полного внутреннего отражения (i > io) и полутемной области частичного отражения (i< 4); появление производных световых пучков и соответствующих этим пучкам бликов вблизи полутемной области частичного отражения при поднесении второй призмы;частичное перекрывание пучков (бликов) в условиях суммирования их освещенностей в отсутствие когерентности перекрывающихся пучков; полное перекрывание и интерференцию этих пучков при создании достаточно тонкой и плоскопараллельной прослойки между призмами, что обеспечивает выполнение условий пространственной и временной когерентности перекрывающихся пучков; влиянив толщины и формы прослойки на ширину полос картины. их контрастность и насыщенность цветами интерференционных спектров, а также возможность ахроматизации одного из спектров посредством плавного изменения местоприложения усилия, прижимающего вторую призму к первой; формирование интерференционной картины в

1587326

Составитель М.Минин

Техред М.Моргентал Корректор В.Гирняк

Редактор В.Данко

Заказ 2411 Тираж 488 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 проходящих лучах; влияние на результат интерференции и распределение освещенности в интерференционной картине коэффициента отражения R поверхности прослойки интерферометра при изменении 5 величины R посредством поворота введенного в проходящии световой пучок поляроида-анализатора, Формула изобретения 10

1, Учебный интерферометр, содержащий осветитель и последовательно установленные по ходу светового пучка конденсор, трехгранную прямоугольную призму, установленную в оправу и ориентированную та- 15 ким образом, что световой пучок падает на катетную грань призмы, и экран, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью расширения демонстрационных возможностей за счет наблюдения пространственного разделе- 20 ния производных световых пучков и интерференционных явлений в проходящем свете, он снабжен дополнительной трехгранной прямоугольной призмой, установленной гипотенузной гранью на гипотенузной грани первой призмы объективом, установленным между конденсором и первой призмой, и вторым экраном, установленным последополнительной призмы в ходе прошедшего светового пучка.

2, Интерферометр по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения демонстрационных возможностей за счет демонстрации зависимости ширины и контрастности полос от велиЧины коэффициента R отражения поверхностей прослойки между призмами, он снабжен поляроидом-анализатором, установленным по ходу прошедшего светового пучка после дополнительной призмы с возможностью поворота вокруг оси падающего на него светового пучка.