دو منشور فرنل:
- در اوایل قرن نوزدهم ، فرنل در فرانسه ، آرایشی را ترتیب داد که نقش تداخل را روی پرده تشکیل می داد. او با این آزمایش توانست ماهیت موجی بودن نور را که سالها قبل هویگنس بیان کرده بود، به صورت عملی اثبات کند.
- شرط لازم در تداخل ، همدوسی منابع است. برای اینکه پرتوهای تداخل کننده همدوس باشند، باید آنها را از یک منبع واحد انتخاب کرد. فرنل با دو آزمایش متفاوت ، این کار را با موفقیت انجام داد.
- در یک آزمایش ، نور با استفاده از بازتاب از سطح آینه به دو پرتو همدوس تبدیل شده و نقش تداخلی را روی پرده تشکیل می دهد. در آزمایش دیگر ، شکست نور منبع در عبور از منشور ، شرط لازم برای تداخل را فراهم کرده و نقش تداخلی را بوجود می آورد.
آزمایش دو منشور فرنل:
- فرنل دو منشور نازک ( منشور نازک ، منشوری با زاویه راس کوچک ، تقریبا برابر 3/1 درجه ، می باشد.) را روی هم گذاشت و نور را از یک شکاف به آن تاباند. ( شکاف به جای چشمه نقطه ای نور استفاده می شود، چون در هر دو حالت نوارهای خطی مستقیمی خواهیم داشت، با این تفاوت که شدت نوارهای حاصل از شکاف بیشتر است).
- نور تابیده ، توسط منشور شکسته می شود و دو تصویر مجازی از شکاف تولید می کند. این دو تصویر چون تصاویر همزمان شکاف اصلی ، در منشورهای بالا و پایین هستند، لذا به صورت چشمه های همدوس عمل می کنند و می توانند نوارهای تداخلی را در طرف دیگر بوجود آورند.
- نور شکسته شده توسط منشور بالایی ، ناحیه ای را روی پره روشن می کند. نور شکستی منشور پایینی هم ناحیه دیگری از پرده را روشن می کند. در محل تلاقی این دو ناحیه ، امکان تداخل پرتوها وجود دارد.
- جایی که اختلاف فاز پرتوها صفر یا مضرب زوجی از π باشد، تداخل سازنده بوجود آمده و نوار روشنی ایجاد می شود. اگر اختلاف فاز پرتوها مضرب فردی از π باشد، تداخل ویرانگر و نوار تاریک خواهیم داشت. این نوارها یک در میان و پشت سرهم قرار گرفته، نقش تداخلی را بوجود می آورند.
روش آزمایش:
با قرار دادن یک
عدسی مقعر در مقابل
لیزر ،
نور آن را بر روی فصل مشترک دو منشور می اندازیم تا نوارهای تداخلی روی پرده تشکیل شود. فاصله k نوار روشن را از نوار مرکزی اندازه می گیریم (x). با اندازه گیری فاصله دو منشور تا منبع (R) ، فاصله منبع تا پرده (D) و با معلوم بودن
ضریب شکست (n) و زاویه قاعده (α) منشور،
طول موج نور را با استفاده از رابطه λ=2Rαx(n-1)/kD بدست می آوریم.
فاصله بین نوارهای تداخلی:
اگر n ضریب شکست دو منشوری و α زاویه قاعده باشد ، (α(n-1
زاویه انحراف ایجاد شده در
منشور خواهد بود. فاصله بین دو نوار تداخلی از رابطه λD/d بدست می آید که در آن λ طول موج نور ، D فاصله منبع تا پرده و d فاصله دو منبع مجزا از هم می باشد. فاصله های D و d را با قرار دادن یک
عدسی کوژ بین دو منشوری و چشمی می توان تعیین کرد.
آرایش
دو منشور فرنل اغلب برای تعیین طول موج نور بکار می رود.
در آزمایشهای مربوط به
تداخل اغلب از منبع تقریبا تکفام استفاده می شود تا فقط طول موجهای خاصی با هم تداخل کنند. اگر این آزمایشها را با نور سفید انجام دهیم، چون فاصله نوارها به
طول موج بستگی دارد، هر کدام از طول موجهای نور سفید نقش تداخلی خاصی را ایجاد می کنند.
در این حالت نوار روشن یک رنگ روی نوار تاریک رنگ دیگر می افتد و مرز نوارها مشخص نمی شود، ولی در جایی که
اختلاف راه صفر است، چون همه رنگها با هم
تداخل سازنده انجام می دهند، نوار روشن سفید خواهیم داشت، این نوار ،
نوار روشن مرکزی می باشد. در اطراف نوار روشن مرکزی نوارهای رنگی دیده می شود که به زودی دو باره به سوی رنگ سفید متمایل می شوند.
مباحث مرتبط با عنوان:
