Alte interferometre cu interferenţă nelocalizată: Lloyd şi Fresnel.
Tag-uri
Partajeaza in Google Classroom
Transcript
În ce dată iau lecție de optică
ondulatorie am discutat despre
interferometrul a Lloyd shiffrin
oglinda lui oiță interferometrul
Lloyd obține unde coerente prin
reflexie pe oglinda așa cum se
vede în această schemă și anume
avem o sursă S1 ce emite o rază
de lumină care se reflectă pe oglinda
orizontală desenată cu culoarea
albastru deschis unde le si vin
direct sau razele si vin direct
de la sursa S1 vor interfera cu
razele ce vin de la sursă S1 prin
reflexie ele vin ele parcă ar veni
din sursa imagine ASUS S1 glynne
Dar bineînțeles această sursă s
2 Stem una virtuală fiind format
între oglindă plan esențialul în
acest tip de dispozitiv sunt două
lucruri în primul rând faptul că
cele două unde cea directă și cea
prin reflexie sunt coerente deoarece
au aceeași pulsații aceeași frecvență
pentru că în fenomenul de reflexie
a undelor nu se schimbă frecvența
sau pulsația unde deci unde is
1 pe și unde S1 să notăm acest
punct cu qs1 cupe vor avea aceeași
frecvență Deci vor știi pe cel
de al doilea lucru Important este
că în fenomenul de reflexie avem
o pierdere de semiunda am discutat
despre acest lucru în lecțiile
de unde mecanice și anume am spus
că atunci când o undă este reflectată
pe un mediu cu indice fracție mai
mare sau după cum discutam acolo
Dacă aveam un nod la suprafața
de reflexie atunci are loc o pierdere
de ciment acesta este cazul dispozitivului
Lloyd pentru că indicele de refracție
al oglinzii care făcută din sticlă
e mai mare decât cel al Deci în
acest punct avem o pierdere de
semi un de pe care va trebui să
o luăm în considerare când calculăm
diferența de drum Optic între cele
două raze ce ajung în punctul p
și anume roz aerul 1 de lungime
1 S1 p și raza de lungime r2 s1q
pe care este egal cu F2 pe deoarece
s1q este egal cu F2 Deci dorim
să calculăm franjele de interferență
pe ecranul e vertical prin suprapunerea
celor două unul S1 S2 distanță
S1 S2 inota tăcu 2 L și poziția
punctului pe pe ecranul vertical
față de axa dispozitivului Care
este Care coincide cu oglinda cu
notăm cu y Alfa foarte mic tangent
de Alfa este egal cu alfa Deci
G egal cu deal de asemeni putem
scrie că Delta EUR este egal cu
F2 n minus Land apele De ce Haide
să discutăm această parte importantă
ecuație În primul rând minus la
am dat pe 2 datorită pierderii
de semiunda la refflex trebuie
să ținem cont că în momentul flexiei
undă reflectată pierde această
distanță Lambda pe doi Deci 3 iar
Delta aer este aproximativ egale
cu s2m De ce spun aproximativ egale
cu rest 2 n pentru că pentru a
fi foarte exact de stire adică
iar 2 minute ru nu este următoarea
distanță trasăm un cerc cu raza
R1 cu centrul în b și raza R1 ce
trece prin S1 și atunci R1 va fi
distanța dintre pe și acest punct
în concluzie exact Vorbim vorbim
foarte precis Delta aer va fi S2
distanța dintre S2 și acest punct
Dar pentru valori Alfa foarte mici
nicicând dacă vă imaginați Alfa
devenind din ce în ce mai mic Ce
se întâmplă atunci este că pe Se
apropie foarte mult de axa S1 S2
devine foarte mic și el și atunci
practic dreptele r s 1p pe m și
pe S2 din să coincidă în acel caz
acest punct Se apropie foarte mult
de an și Deci Delta Air devină
aproximativ egal cu F2 în concluzie
Delta Air va fi aproximativ egale
în această limită Alfa foarte mic
cu s 2-a minus lemne pe 2 nu mai
demonstrez de ce Pentru că am făcut
Open lecția trecută pentru dispozitivul
Young Dar acest unghi S2 n este
egal cu unghiul Alfa și în concluzie
Delta s2n va fi 2 L adică S1 S2
înmulțit cu sinus de Alfa în concluzie
putem scrie că Delta aer este egal
cu 2 L Alfa pentru Alfa foarte
mic sinus de Alfa este aproximativ
egale cu alfa zici aproximativ
egale cu alfa minus lemne pe 2
Dar Alfa poate fi extras din această
ecuație și obținem că Delta aer
este 2 L înmulțit cu alfa Care
este împărțit la d minus Vanda
pe doi în lecția trecută am stabilit
că franjele luminoase adică de
intensitate maximă se obțin pentru
Delta l egal cu multiplu par de
la 2 înlocuind în această ecuație
rezultă că franjele luminoase se
obțin în aceste poziții multiplu
impar de de lemn de împărțit la
4 iar și similar franjele întunecate
să obțin în poziții de el tire
egal cu multiplul impar de la îmi
dă pe 2 rezultă că franjele întunecate
de aici numele minim sunt la un
multiplu par de la de de de de
la împărțit la 4 L se observă că
distribuția franjuri lor a inversă
față de dispozitivul Young adică
avem maxim la multiple impare și
nu pare și invers pentru cele întunecate
Dar și asta se întâmplă datorită
faptului că avem o pierdere de
semi unde prin reflexie Deci felul
în care se obțin Unde coerente
În oglinda sau interferometru Lloyd
este prin reflexie și nu prin separare
iar prin reflexie avem această
pierdere de semyon de ceea ce duce
la inversarea flanșelor luminoase
și întunecate vizavi dispozitivul
ia si oglinzi lenel sunt tot ovariene
oglinzilor Lloyd dar în care folosind
două oglinzi în loc de una la se
obțin Unde coerente tot prin reflexie
dar pe două grinzi ce fac unui
Alfa foarte mic schema este următoarea
Deci avem o sursă de lumină s și
două oglinzi desenate cu albastru
deschis și un ecran ceea ce se
întâmplă este că vom forma 2 imagini
de data aceasta pentru sus se ia
o imagine S1 față de prima oglindă
deci pur și simplu avem un S1 la
distanță egală față de oglinda
de prima glinda Deci această distanță
este egală cu aceasta și la fel
avem un sursă s 2 Față de cea de
a doua oglindă nici pe planul cele
de a doua glinde Care este albastru
întrerupt aici NASA nostru vom
avea un S2 amândouă sunt sursei
imaginare unghiul din nou dintre
planele celor două baze este Alfa
și este foarte mic în acest dispozitiv
prin această construcție os s o
va fi egal cu os 1 și la fel somn
este egal cu os 2 datorită faptului
că distanțele distanța lui S1 față
de prima oglindă egal cu distanța
lui esti față de prima oglindă
la fel și pentru cea de a doua
d și rezultă că avem această egalitate
dacă notăm cu r distanța om o fiind
vârful celor două oglinzi Deci
punctul de intersecție a celor
două linii atunci rezultă că cele
trei surse una reală și două imaginare
se află pe un cerc de aceasta Iar
pentru valori foarte mici a lui
Alfa distanța dintre S1 S2 este
această rază r înmulțit cu el Haide
să vedem cum se formează interferența
pe ecranul vertical în acest caz
desenul este complicat Dar ideea
este relativ simplă și anume că
avem la 10:00 pornesc din sus are
ala este reflectă pe prima oglindă
și alte raze se reflectă pe cele
2 oglindă ele suprapuse în poziția
ecranului și formând în felul acesta
interferențe Vrem să vedem unde
avem franjuri miroase și întunecate
ca de obicei ceea ce înseamnă că
vrem să calculăm di Florența de
drum Optic între două raze ajung
în același punct A În cazul acesta
dorim să calculăm diferența S2
pe minus s1p Deci avem un aer 1
este egal cu S1 p și r 2 este egal
cu s2p și dorim să calculăm diferența
de drumul Optic r 2 minus 1 și
apoi putem ca impune condiția de
maxim și de minim două comentarii
În primul rând Bineînțeles că avem
și ai pierderi de semiunda dar
pierdere de la nunta pe 2 Dar asa
perdele de la am dat pe doi se
întâmplă pentru amândouă undele
pentru că amândouă undele ce ajung
în pe sunt reflectate și în concluzie
când facem diferența această pierdere
de semi unde se va simplifica altfel
spus ar trebui să scriu Air 1 este
egal cu s1pe minus Vanda pe 2 r
2 este egal cu S2 pe minus la am
dat pe 2 pentru a ține cont de
aceste pierderi de secundă dar
oricum noi suntem interesați în
aer 2 minute R1 și acest minus
Lambda pe doi se va simplifica
si asa este primul comentariu al
doilea comentariu este că bineînțeles
undele reale razele de lumină sunt
pe vin din nu din S1 și S2 dar
geometric vorbind putem folosi
S1 pentru că ies o este egal cu
a Sano sau dacă notăm punctul de
incidență de aici cu i s este egal
cu al unui bun cu aceste comentarii
să calculăm în primul rând notăm
cu y poziția ca și până acum igrec
este poziția punctului p față de
axa sa de simetrie a dispozitivului
ce trece prin mijlocul distanței
S1 S2 Deci acesta este chiar acesta
va fi d distanța dintre planul
surselor S1 S2 și ecran și Deci
nu tin cu teta pentru că am folosit
Alpha deja notăm cu tete acestui
unghi și deci ys3d cu dettingen
de tata pentru valori mici a lui
tata ceea ce se întâmplă când Alfa
este mic este egal cu dor te asemeni
Delta R este egal cu S1 S2 înmulțit
cu tata demonstrația este identică
Deci nu voi insista asupra ei ca
pentru celelalte interferometrie
Young și Lloyd și anume Delta l
este acest este s 2-a minus S2
pe minus s1pe și este acest segment
iar acestui unghi este egal cu
teta Deci rezultă că sinus de teta
este Delta aer pe S1 S2 Dar pentru
valori mici el uite tusin de tata
este tentat deci de tare este S1
S2 muzicute înlocuind S2 în această
ecuație obținem că y este egal
cu Doar tata Care este Delta este
egal cu Delta Air împărțit la r
l Deci y10a punctului p este de
împărțit la R Alfa mulți cu diferența
de drum de el tire iar la acest
punct putem imediat calcula acest
moment în demonstrație putem calcula
poziția franjuri lor luminoase
și întunecate punând condiția ca
Delta aer să fie un multiplu par
de semi unde obținem franjele luminoase
Deci poziția francilor luminoase
va fi multiplu parc de doi de de
la împărțit la 2 aer Alfa iar acelor
întunecate la o multiplu impar
de de lemn de împărțit la 2 r a
flanel a introduci un alt interferometru
numit biprisma fresnel care obține
unde coerente prin de refracție
nu prin reflexie între o prismă
cu un unghi a foarte Micu unghiul
A este unghiul de la baza Deci
acesta este unghiular egal cu acesta
a acestuia este foarte bine Și
atunci Unde le ce pleacă din sursa
s se vor reflecta și transmite
către ecranul vertical bineînțeles
Care fracție este mai complicată
liniile razele sunt mai complicate
în interior decât am desenat eu
dar pentru unghiuri a foarte mici
putem neglija direcția din segmentele
razelor de lumină din interiorul
prismelor pentru că le sunt foarte
scurte Deci Considerăm numai prima
refracție și bineînțeles dorim
să calculăm ce se întâmplă în punct
pe Adică dacă obținem franjele
luminoase sau întunecate întru
un punct pe aflat pe ecran la o
poziție y unde notăm din nou cu
d distanța dintre sursa s și ecran
ceea ce se întâmplă este că franjele
care se formează prin suprapunerea
undelor pot fi considerate ca provenind
de la imaginile virtuale sunt și
S2 Deci bine refracție și prelungind
razele refractate obținem poziția
unei sursei imaginar S1 format
în prima prisma Abi prismei și
o sursă imaginară S2 formată în
cea de a doua prismă a prismei
cea de jos după cum vedem avem
prelungirile a două raze formate
prin refracție prima prismă se
întâlnesc și formează o sursă sau
o imagine a sus numita S1 și la
fel S2 pentru a calcula franjele
luminoase scrie notăm S1 S2 distanța
S1 S2 cu 2 L poziția punctului
p față de axa dispozitivului cu
y și d distanța dintre planul surselor
și ecranul e iar cu alfa unghiul
cu care neam obișnuit deja până
acum demonstrație este identică
de la punctul acesta cu cea pentru
dispozitivul Young Deci voi trece
foarte pe scurt peste ecuație ele
sunt identice deci putem scrie
că ys3f Roxi motiv egal cu Dorel
fă Deci y este de înmulțit cu tangent
de Alfa Dar el fie foarte mic Deci
egal cu alfa de asemeni putem scrie
că Delta Air care pentru punctul
p este egal cu F2 pe minus s1p
Deci ne uităm la cele două surse
și la punctul p și Delta l este
diferența de drum Optic dintre
razele ce vin de la cele două surse
Deci Delta Air este s2p minus s1pe
și el va fi egal cu s2n ce discuții
aproximativ egale cu s2n numai
explicată aproximații refăcute
revedeți discuția din cazul oglinzi
Lloyd sau din cazul interferometru
lui Young Care este aproximativ
egală din nou cu 2 L sinus de Alfa
adică 2L Alfa înlocuind Alfa din
cele două ecuații obținem ecuația
cunoscută Spre exemplu pentru dispozitivul
Young și anume că y este aproximativ
egal cu d împărțit la 2 l înmulțit
cu Delta Air în care putem pune
condiția de fragi luminoase sau
întunecate și obținem Evident ecuația
fiind aceleași obținem aceleași
poziții ale frazelor luminoase
și întunecate ca și în dispozitivul
ea în concluzie prisma flanel obține
aceeași distribuția flanșelor ca
și în cazul dispozitivului Young
ecuațiile sunt identici mecanismul
de obținere a unde de interferență
este diferit Nu separăm unde ai
inițială obținem două unde coerente
prin separare ca în cazul dispozitivului
și prin refracție