Задание 2. Вычисление степени когерентности

1. По формулам и рассчитайте степень когерентности и длину когерентности лазерного излучения; где – максимальный порядок интерференции, – ширины полосы излучения. Для расчёта используйте полученное вами среднее значения и ширину полосы лазерного излучения = 3 нм.

2. Сравните рассчитанное значение с экспериментально наблюдаемым значением и дайте объяснения.

Контрольные вопросы

1. Что такое интерференция света? Какие волны называются когерентными? Как можно получить когерентные световые волны?

2. Что понимают под геометрической и оптической разностью волн?

3. Сформулируйте и выведите условия интерференционных минимумов и максимумов?

4. Какие условия нужны для получения интерференции от двух источников?

5. Дайте вывод формулы для определения расстояния между соседними интерференционными максимумами и вывод формулы для расчёта длины волны света.

6. Как будет меняться расстояния между интерференционными максимумами при изменении:

а) длины волны света;

б) расстояния между щелями;

в) расстояния между щелями и экраном.

7. Дайте объяснения понятиям длины временной и пространственной когерентности. Какими параметрами определяется длина временной и пространственной когерентности?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2.

ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ СВЕТА ОТ ДВУХ ЩЕЛЕЙ

Цель работы: наблюдение интерференционной картины от двух щелей, измерение ширины щелей и расстояния между ними.

Оборудование: Оптическая скамья, гелий-неоновый лазер ЛГ-2, дифракционный объект МОЛ-1, экран.

Методика измерений

Рассмотрим интерференционную картину от двух параллельных щелей одинаковой ширины и расположенных на расстоянии друг от друга.

Оптическая схема установки приведена на рис. 57.

Рис. 57. Оптическая схема установки: 1 – лазерное излучение, 2 – дифракционный объект МОЛ-1; 3 – экран; 4 – вид интерференционной картины от двойной щели.

Установка собрана на оптической скамье и состоит из гелий-неонового лазера ЛГ-2 (1), дифракционного объекта МОЛ-1 (2) и экрана (3). Установка для наблюдения интерференционной картины изображена на рис. 58. Дифракционный объект МОЛ-1 изображен на рис. 59.

По картине интерференции от двух параллельных узких щелей, зная длину волны источника и измерив, расстояние от центра интерференционной картины до первого главного минимума и первого главного максимума, можно определить ширину щелей и расстояние между ними.

Рис. 58. Внешний вид установки ЛГ-2 с объектом МОЛ-1

Рис. 59. Объект Мол - 1