Šviesos bangos ilgio nustatymas Frenelio biprizme

1. Darbo užduotis. Naudojant Frenelio biprizmę, nustatyti monochromatinės šviesos bangos ilgį.
2. Teorinė dalis. Pagal banginę teoriją regimąją šviesą sudaro elektromagnetinės bangos, kurių ilgis siekia nuo 400 nm iki 760 nm. Elektromagnetinės bangos - tai periodiškai kintančio elektromagnetinio lauko sklidimas erdvėje. Elektromagnetinį lauką sudaro glaudžiai susiję, vienas nuo kito priklausantys, elektrinis ir magnetinis laukai. Optikoje pasitenkiname elektrinio lauko nagrinėjimu, nes tik jis ir sukelia regėjimo pojūtį.

Sakykime, kad pasirinktąjį tašką A pasiekia dvi koherentinės (t.y. pastovaus fazių skirtumo) bangos, kurių elektrinių laukų stiprumų vektoriai yra kolinearūs. Dėl to, nuėjus joms atstumus l1 ir l2 iki to taško (1.2 pav.), jame susideda du vienos krypties svyravimai, aprašomi šiomis lygtimis:

Čia ir - bangų elektrinių laukų stiprumų ir amplitudės; w -jų kampinis dažnis; k = 2p/l - bangos skaičius ir a1, a2 - pradinės fazės.

Atstojamojo svyravimo amplitudė bus maksimali (Em= Em1+Em2). Didžiausia atstojamojo svyravimo amplitudė, o kartu ir apšviestumo maksimumas būna tada, kai bangų nueitų kelių skirtumas lygus lyginiam pusbangių skaičiui. Atstojamojo svyravimo amplitudė ( =ç - ç) minimali. Apšviestumo minimumas stebimas tada, kai bangų nueitų kelių skirtumas lygus nelyginiam pusbangių skaičiui.

Įvairiuose erdvės taškuose kelių skirtumai bus įvairūs, todėl koherentinių bangų sudėties amplitudė vienuose taškuose padidėja, kituose sumažėja. Toks reiškinys vadinamas šviesos interferencija.

Koherentinės šviesos bangos gaunamos skaidant vieno šaltinio šviesos srautą į du srautus. Taip srautas skaidomas šviesai sklindant pro Frenelio biprizmę. Atstumas tarp dviejų gretimų maksimumų arba minimumų vadinamas interferencinės juostos pločiu Dy. Nesunku įrodyti, kad interferencinės juostos plotis