Лабораторный практикум по общей физике. Оптика. Карпов А.В - 50 стр.

                                                                2
                                         2π     ⎛λ ⎞                  2π             λz
                                    ϕm =   z 1− ⎜ m ⎟                      z −π              m2
                                         λ      ⎝d ⎠                  λ              d   2



                                                                                                  2π
      Поскольку для волны, бегущей вдоль оси z (θ=0) набег фазы ϕ0 = kz =                              z , то относительный
                                                                                                   λ
набег m-ой волны:
                                                                             λz
                                                 Δϕ m = ϕ m − ϕ0 = −π            2
                                                                                     m2                                       (5)
                                                                             d
      Если разность фазовых набегов Δφт оказывается кратной 2π , то, следовательно, фазовые
соотношения между плоскими т и т+1 волнами восстанавливаются на расстояниях, определенных
формулой    (2).   При   оценках   полагается,       что    все      щели         решетки          участвуют     в     создании
репродуцированного изображения. Размер щели b в дифракционной решетке столь мал, что
обеспечивает угловое расхождения λ b такое, что
                                                 λ          D              d N
                                                     zm ≥           или     ≥                                                 (6)
                                                 b          2              b 4
      где D = Nd -общий размер дифракционной решетки. (При этом центральная область в плоскости
саморепродукции находится в пределах нулевого дифракционного максимума для всех щелей).
      Отметим [2], что саморепродуцирование изображения с вдвое меньшим периодом возникает на
                   z0            2d 2                        z
расстоянии z 1 =      , где z0 =      , а на расстоянии z 1 = 0                      возникает саморепродуцированное
              4
                   4              λ                       2
                                                              2
изображение с тем же периодом d, однако смещенное на полпериода по поперечной координате х.
      Цель работы.
      Изучается явление саморепродукции периодических объектов (специально изготовленной
решетки и сеток). Опытным путем определяются параметры объектов. Определяется положение
плоскости   самовоспроизведения     (саморепродукции)               объектов.                Находятся    расстояния     между
плоскостями самовоспроизведения. Проверяется правильность соотношения формулы (2).
      Принадлежности. Полупроводниковый лазер с длиной волны 670 нм (красный) и мощностью
излучения 1 мВт, направляющая (оптическая скамья), набор рейтеров, объект – решетка, две сетки с
разным размером ячеек, линза, экран для наблюдения с магнитами для крепления бумаги, карандаш,
линейка.




               Рис.2. Схема опыта. 1 – Лазер; 2 – Плоскость наблюдения; 3 – Объект; 4 – Линза;
                              5 – Экран наблюдения; 6 – Направляющая
                                                      50