Номер 3, страница 151 - гдз по физике 11 класс учебник Касьянов

Вопросы. § 42. Когерентные источники света. Глава 5. Волновые свойства света - номер 3, страница 151.

3. Как с помощью зеркала Ллойда и бипризмы Френеля получают когерентные источники света?

Когерентные источники света — это источники, излучающие волны с одинаковой частотой и постоянной разностью фаз. Получить два независимых когерентных источника света практически невозможно, поэтому используют методы разделения света от одного источника на два или более пучка. Зеркало Ллойда и бипризма Френеля являются классическими примерами таких методов.

Зеркало Ллойда

В опыте Ллойда используется один точечный источник света S и плоское зеркало. Источник располагается на небольшом расстоянии от плоскости зеркала. Свет от источника S достигает экрана Э двумя путями: напрямую и после отражения от зеркала.

Отраженный от зеркала пучок света можно рассматривать как исходящий из мнимого источника S', который является зеркальным отражением реального источника S. Таким образом, получаются два источника света:

1. Реальный источник S.
2. Мнимый источник S'.

Поскольку мнимый источник S' является изображением реального источника S, испускаемые ими волны полностью когерентны. В области, где лучи от S (прямые) и от S' (отраженные) перекрываются, наблюдается интерференционная картина. Важной особенностью этого метода является то, что при отражении света от оптически более плотной среды (зеркала) фаза волны меняется на $\pi$. Это приводит к тому, что в точке, где оптическая разность хода равна нулю, будет наблюдаться не максимум, а минимум интенсивности.

Ответ: С помощью зеркала Ллойда когерентные источники получают за счет интерференции света от реального точечного источника и его мнимого изображения, созданного отражением в зеркале.

Бипризма Френеля

Бипризма Френеля — это оптическое устройство, состоящее из двух одинаковых прямоугольных призм с очень малым преломляющим углом (порядка нескольких угловых минут), сложенных своими основаниями. Угол при вершине бипризмы очень близок к $180^\circ$.

Точечный источник света S располагается на оси симметрии бипризмы. Пучок света, идущий от источника, разделяется бипризмой на два. Каждая из призм, составляющих бипризму, отклоняет проходящий через нее свет к своему основанию. В результате за бипризмой распространяются два световых пучка, как будто бы они исходят из двух мнимых источников S₁ и S₂. Эти мнимые источники являются изображениями реального источника S, построенными каждой из половин бипризмы.

Поскольку мнимые источники S₁ и S₂ являются изображениями одного и того же реального источника S, они когерентны. В области пространства, где расходящиеся пучки от S₁ и S₂ перекрываются, возникает устойчивая интерференционная картина, которую можно наблюдать на экране.

Ответ: С помощью бипризмы Френеля когерентные источники получают путем разделения света от одного реального источника на два пучка, которые после преломления в двух половинах бипризмы распространяются так, как будто исходят от двух мнимых когерентных источников.