|
Меню сайта
Статистика
|
Как измерили длину световой волныКак измерили длину световой волныЗадолго до того, как было установлено, что свет — это электромагнитные колебания, ученые знали, что свет обладает волновыми свойствами. Но что именно колеблется в световой волне, стало ясным только после того, как появилась теория Максвелла. Однако физикам удалось создать, по аналогии с волнами механическими и звуковыми, стройную теорию, которая позволила не только изучать волновые свойства света, но и измерить длину световой волны. Волновое движение характеризуется длиной волны или частотой колебаний. Сложение волн называется интерференцией. Осветим лампой накаливания экран YX (рис. 22) через две очень узкие параллельные щели, которые расположены друг от друга на расстоянии 0,05 мм. На экране свет распределится равномерно. Освещенность экрана будет просто суммой освещенностей, даваемых каждой щелью в отдельности. Если же через эти щели будет идти свет лазера (рис. 23), то на экране появятся светлые и темные полосы. Получится так называемая интерференционная картина — результат сложения гармонических колебаний. Освещенность в любой точке экрана уже не будет суммой освещенностей. Понять это явление можно с помощью несложных математических расчетов (см. рис. 22). Всякое гармоническое колебание с длиной волны λ и периодом колебания Т, которое распространяется от щели S1 к М, можно записать в виде формулы:
Определив положение, например, третьего максимума, когда т — 2, и вычислив величину d2-d1 мы можем найти по этой формуле длину волны света, излучаемого лазером. Почему же два даже очень малых накаленных тела не дают интерференционную картину? Это объясняется тем, что излучаемые такими делами электромагнитные волны никак нельзя представить в виде синусоидальной (гармонической) волны. Свет излучается атомами таких источников хаотически, или, как говорят, с переменной фазой, и интенсивности отдельных излучений просто складываются. Поэтому на экране и нет интерференционной картины. Квантовый же генератор дает колебания гармонические с постоянной разностью фаз. Такие колебания называются когерентными. Но интерференция была изучена задолго до появления лазеров с помощью обычных источников света. Для этого французский физик Френель соорудил изящные оптические системы: зеркало и бипризму Френеля. В его опытах использовались два изображения одного и того же источника света. Интерференционные методы исследования позволяют измерять длину волны с необычайной точностью. Интерферометр — специальный прибор, сконструированный на основании законов о сложении световых колебаний,— позволил определить длину волны оранжевой линии криптона-86 до восьмого знака, т. е. до одной десятимиллионной доли микрона. Длина эта равна 0,60578021 мк. Она принята в 1960 г. на международной XI Генеральной конференции по мерам и весам за эталон длины (см. ст. «Всему миру одну меру»).
|
ПОИСК
Block title
|
