Устройство для демонстрации интерференции

.801213498 А д)6 09 В 23/22 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИИНТЕРФЕРЕНЦИИ(57) Изобретение позволяет повыситьнаглядность устройства для демонстрации интерференции, Между лазером1 и экраном 7 расположена интерференционная система, содержащая дваоптических элемента - один в видеположительной линзы 6; другой -в виде собирательной деформируемойлинзы 5 с зеркальный полупрозрачнымпокрытием на стороне, обращеннойк лазеру 1. Линза 5 установленапосредством зажима на корпусе лазе"ра 1 перед линзой 6. 2 ил.(71) Казанский орддена Трудового Крагосударственный уний. В.И.Ульянова ( на Ленина и ного Знаменииверситет е.В Даминов и71.66 (088,8Иверонова В.И. ации по физик екционные дИзобретение относится к учебнымприборам, предназначено для демонстрации интерференции и может бытьиспользовано при обучении оптике.На фиг, 1 представлена оптичес кая схема устройства; на фиг. 2 -схема образования интерферирующихпучков.Устройство содержит гелий-неоновый лазер 1, переднее зеркало оптического резонатора которого обозначено цифрой 2, В обойме 3, прикрепленной к корпусу лазера зажимом 4,имеется собирательная деформируемаявогнуто-выпуклая или плоско-выпуклая линза 5, на вогнутой стороне,обращенной к лазеру нанесено зеркальное полупрозрачное покрытие,Кроце того, устройство содержит положительную линзу 6, расположеннуюза линзой 5, и удаленный от лазераэкран 7. Лазер и линзы образуютинтерференционную систему,Линза 5 жестко прикреплена, например приклеена, краями к обойме 3,которая при ослаблении зажима 4имеет люфт относительно корпусалазера. Фокусное расстояние линзы 5составляет 10-15 см,Образование интерферирующих пучков, направление распространениялучей которых показано стрелками,поясняет фиг. 2.Луч 8, падающий на полупрозрачную зеркальную поверхность линзы 5,делится на два, отраженный 9 и прошедший 1 О лучи. Луч 9, после отражения от зеркала 2 и прохождениялинзы 5, преобразуется в луч 11, который по отношению к лучу 1 О имеетнеобходимую для интерференции оптическую разность хода, обусловленнуюпрохождением лучом 9 двойного расстояния между зеркальными поверхнос"тями линзы 5 и зеркала 2.Расстояниемежду зеркальными пбверхностями зеркала 2 и линзы 5 икривизна ее вогнутой поверхностиподобраны так, чтобы диаметр пятна,ббразованного пучком на экране 7(луч 11), однократно отраженным отлинзы, отличался от пятна, образованного проходящим пучком (луч 10) на5 - 203, а пятно, образованное пучком после вторичного 1 и последующего)отражения от вогнутой поверхностилинзы, было бы в несколько раэ больше (в 2 раза и более) укаэанныхния устанавливают линзу 6, в резульЗ 0 тате чего увеличивается апертура 35 40 45 50 для демонстрации трех - пяти замен 55 5 О 15 20 25 пятен, Этим достигается ослаблениевлияния пучков, испытавших два иболее отражения от вогнутой поверхности линзы. Область взаимного перекрытия пучков (лучи 10 и 11) является областью наблюдаемой интерференции.Перед демонстрацией устройствонастраивают, Для этого в отсутствиилинзы 6 направляют излучение лазера 1на экран 7 через линзу 5 в обойме 3при отпущенном зажиме 4. При этомна экране видны два пятна, образованные прошедшим пучком и пучком,однократно отраженным вогнутой поверхностью линзы 5. Покачиванием обоймы 3 с линзой 5 добиваются совмещения центров этих пятен и в этом положении обоймы затягивают винт 4, фиксируя тем самым положение линзы 5относительно зеркала 2, При этом наэкране видны интерференционные полосы в виде колец Ньютона. Однаковследствие малого размера изображения и высокой его яркости оно малонаглядно,При демонстрации на пути излучепадающего на экран светового конуса. При этом на экране образуется удобное для наблюдения изображение интерференционной картины - кольца равной толщины, Размер изображения зависит от. фокусного расстояния линзы 6 и расстояния до экрана 7.При соприкосновении линз 6 и 5 последняя испытывает упругую деформацию, в результате чего уменьшается расстояние от нее до зеркала 2, Регулируя степень нажатия через линзу 6 на линзу 5, демонстрируют на экране соответствующее изменение интерференционной картины, воспринимаемое на экране как расходящиеся к периферии кольца, Незначительного нажатия линзой 6, удерживаемой за края двумя пальцами, достаточно максимумов интерференционной картины на минимумы и, наоборот, минимумов на максимумы, По количеству укаэанных замен судят о величине1 в единицах длины деформации линзы,Таким образом линза 6, помимо увеличения апертуры светового конуса,служит еще и нажимным элементом.1213498 Составитель Р.УжвийТехред С.Мигунова Корректор А.ТяскоРедактор Н.Гунько Тираж 456 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва Ж, Раушская наб., д.4/5Заказ 784/59 Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 Для демонстрации полос равного наклона в качестве деформируемой линзы используют плоско-выпуклую линзу с зеркальным полупрозрачным покрытием плоской поверхности. Для удобства смены видов интерференционной картины демонстрацию осуществляют последовательно с двумя обоймами, в одной из которых имеетсявогнуто-выпуклая, а в другой - плоско-выпуклая линзы.Количество и ширина наблюдаемых интерференционных полос при демонстрации с вогнуто-выпуклой линзоиМ-зависят от кривизны ее зеркальной поверхности, а при демонстрации с плоско-выпуклой линзой - от параллельности зеркальных поверхностей зеркала 2 и линзы.Использование предлагаемого устройства в учебном процессе упрощает его подготовку к работе, устраняет надобность в интерферометре, упрощает процесс демонстрации и позволяет оперативно заменятьвиды интерференционного изображения, что улучшает условия работы демонст-, ратора и повышает его производительностьУстройство увеличйвает размер, яркость и контрастность интерференциоййой картины, .так как в нем ис-пользуется не менее 707 энергии излучения лазера, что повышает эффективность демонстрации и позволяетпроводить ее без дополнительногозатемнения помещения.Предлагаемое решение расширяетфункциональные возможности демонстрации в силу того, что оно позволяетдемонстрировать малую механическую 1 О деформацию и производить ее количественную оценку посредством трансформации интерференционной картины, что делает возможным использование устройства при обучении меха нике. Формула изобретения Устройство для демонстрации интерференции, содержащее лазер, 2 О экран и расположенную между экраноми лазером интерференционную систему, содержащую два оптических элемента, один иэ которых. выполнен в виде положительной линзы, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения наглядности, другой оптический элемент выполнен в виде собирательной деформируемой линзы с зеркальным полупрозрачным покрытием ЗО на стороне, обращенной к лазеру, и. установлен посредством зажима накорпусе лазера перед положительной линзой.