Экспериментальная установка

представляет собой оптическую скамью – массивный рельс с направляющими, на котором на рейтерах (специальных подставках) смонтированы все необходимые элементы оптической схемы (рис. 5).

О Ф Щ БП ВО ФП ОМ Рис. 5

Пучок света от лампы О проходит через сменный светофильтр Ф и попадает на раздвижную щель Щ, которая играет роль узкого линейного источника. Выходящий из щели световой пучок направляется в центральную зону бипризмы Френеля БП. Интерференция получающихся после прохождения бипризмы двух перекрывающихся когерентных пучков наблюдается с помощью окулярного микрометра ОМ, работающего как лупа. Глаз видит мнимое увеличенное изображение интерференционных полос, локализованное на передней фокальной плоскости ФП окуляра ОМ, играющей роль экрана. Сюда же проецируются изображения визирной нити и измерительной шкалы, позволяющих фиксировать положение интерференционных полос и измерять их координаты.

Для юстировки (настройки) установки все элементы схемы могут перемещаться как вдоль оси системы, так и в поперечных направлениях (вертикальном и горизонтальном).

Δx . . . . . . 0 1 2 n(=10) x = n Δx Рис. 6

Поскольку расстояние Δx весьма мало, то для повышения точности измерений поступают следующим образом. Устанавливают визирную нить окуляра на какую-нибудь темную полосу в левой части картины (рис. 6) и приписывают ей номер 0. Затем измеряют расстояние x между этой «нулевой» полосой и какой-нибудь полосой с номером n (обычно n = 10). В таком случае

(11)

БП ВО d L Рис. 7

Для определения расстояния h между мнимыми источниками используется вспомогательный объектив ВО (собирающая линза с известным фокусным расстоянием F), который устанавливается между бипризмой и окуляром (см. рис. 5). С помощью объектива на переднюю фокальную плоскость окуляра фокусируется действительное уменьшенное изображение мнимых источников и (изображений щели в бипризме), как показано на рис. 7. Из рис. 7 видно, что

и (12)

Кроме того, расстояния связаны формулой тонкой линзы:

, (13)

Из отношений (12) и (13) после элементарных выкладок следует, что

, (14)

т.е. определив с помощью окулярного микрометра величину и измерив расстояния и , можно найти значение .

Подставив выражение (14) для и ранее полученное выражение для Δx (11) в соотношение (9), получим рабочую формулу для определения длины световой волны

. (15)

Ширина полосы пропускания Δλ светофильтра определяется по формуле (10) через визуально определенное общее число N наблюдаемых темных интерференционных полос и предварительно рассчитанное по (15) значение λ.