Biprisma Fresnel - nelamuriri

[b12mihai]

Salutare,

Am o mica "neintelegere", daca ma poate lamuri si pe mine cineva.

E vorba despre biprisma Fresnel (sigur ati auzit de ea) - un sistem de 2 prisme identice subtiri, cu unghi [tex] \alpha [/tex] mic si cu aceeasi baza.



Ce nu am inteles eu este cum se formeaza acele imagini virtuale S1 si S2  si mai ales unde apare mai exact interferenta luminii - pe acel ecran care contine punctele M, A, B, N ? Si mai ales, de ce se comporta S1 si S2 ca fantele din dispozitivul lui Young?

[Mihnea Maftei]

Nu imi amintesc foarte bine de chestia asta; am facut-o acum 2 ani :-). Dar iti spun ceea ce imi e usor sa explic repede:

unde apare mai exact interferenta luminii - pe acel ecran care contine punctele M, A, B, N ?

Da (mai exact, intre punctele A si B in desenul tau).

de ce se comporta S1 si S2 ca fantele din dispozitivul lui Young?

Pentru ca, S1 si S2 fiind surse (virtuale), e ca si cum lumina ar proveni din ele (din punctele S1 si S2), deci e ca si cum ar proveni din 2 fante. In plus, undele luminoase care "provin" din S1 si cele care "provin" din S2 sunt coerente deoarece ambele au fost produse de sursa S in acelasi moment.

[graethel]

Interferenta apare acolo unde se suprapun razele de la sursele S1 si S2.

De ce este asemanata cu fantele lui Young? Pai la fantele lui Young ce se intampla de fapt? Acolo are loc interferenta a razelor provenite de la 2 surse luminoase sferice. Sursele acestea doua se creeaza atunci cand lumina de la o singura sursa trece prin cele doua fante generand conform principiului lui Huygens 2 surse de lumina sferice coerente.

Aici nu mai e vorba de doua fante ci se doua prisme identice care datorita proprietatilor optic-geometrice genereaza doua surse virtuale s1 si s2, care se comporta exact ca si sursele din cazul fantelor lui Young. Trebuie doar sa recalculezi distanta intre planul MN si S1 S2 si distanta dintre S1 si S2 si formulele de la fantele lui Young se aplica apoi la fel.

Exista intradevar si diferente intre cele doua. De exemplu S1 si S2 la biprisma lui Fresnel nu se afla riguros in acelasi plan cu S, dar pentru ca vorbim aici de o biprisma minuscula, putem aproxima ca se alfa in acelasi plan. Apoi S1 si S2 nu emit in toate directiile, precum o sursa sferica normala (de aici apare si faptul ca exista numai o zona de interferenta, nu o interferenta peste tot, ca sa spun asa, ca la Young). Spatiul in care ele emit lumina e limitat de dimensiunea suprafetelor biprismei (care refleta, refracta numai o parte din lumina de la sursa sferica omogena si izotropa S).

No, sper ca iti e mai clar acum.

[graethel]

Ca sa obtii S1 si S2, te folosesti de urmatoarea idee: de cate raze ai nevoie ca sa determini un punct? De doua. Trebuie sa iti alegi si aici 4 raze de la S, doua mergand spre o prisma, 2 mergand spre cealata, faci refractiile de rigoare, asemanator cu lentila, doar ca aici e prisma, si contruiesti sursa virtuala. Ca sa obtii bucata de spatiu in care S1 si S2 emit lumina trebuie sa iti doua raze "extreme". Te las pe tine sa te gandesti mai departe.

[b12mihai]

Flavia, Mihnea va multumesc pentru explicatii.

Ca sa obtii S1 si S2, te folosesti de urmatoarea idee: de cate raze ai nevoie ca sa determini un punct? De doua. Trebuie sa iti alegi si aici 4 raze de la S, doua mergand spre o prisma, 2 mergand spre cealata, faci refractiile de rigoare, asemanator cu lentila, doar ca aici e prisma, si contruiesti sursa virtuala. Ca sa obtii bucata de spatiu in care S1 si S2 emit lumina trebuie sa iti doua raze "extreme". Te las pe tine sa te gandesti mai departe.

Da, de doua raze am nevoie. De aceea le aleg pe cele doua din "extrem" pentru ca raza se refracta numai o data. Deci pentru a obtine S1 aleg o raza care trece prin extrem sus (prima prisma), iar cea de a doua raza o aleg astfel incat cazand pe prisma se refracta iar apoi cand e nevoie sa iasa din prisma prin "ipotenuza" (latura cea mare, triunghiul nu e dreptunghic, stiu) ea sa fie la incidenta normala. Si unind raza "extrema" cu asta ultima obtin S1...Analog pt S2. Am zis bine?

Continuand rationamentul chiar  :

Distanta intre planul MN si S1S2 de pe desen e a+b. Atunci a+b e echivalentul lui D din dispozitivul lui Young (distanta dintre planul fantelor si ecran).

Si cum la dispozitivul lui Young interfranja avea expresia:

[tex] i = \frac{D\lambda}{2l}  [/tex]

Atunci la biprisma lui Fresnel o sa am cam asa:

[tex] i = \frac{(a+b) \cdot \lambda}{2l} [/tex]

Iar maximele si minimele se determina dupa aceeasi regula (numar par de lambda/2 = maxime si numar impar de lambda/2 = minime), ele gasindu-se pe ecranul MN, iar maximul central este la intersectia lui MN cu axul de simetrie (care trece prin S)...Asa-i ?

[graethel]

Da, ai inteles bine. Totusi legat de formula pentru i nu mi-ai spus cine e l. Ca lamda e clar lunginea de unda. 2-ul din formula pentru i apare in functie de cum consideri distantele pe desen, deci nu iti pot confirma formula.

[b12mihai]

Pai [tex] 2l = S_1S_2 = SS_1 + SS_2 [/tex] , nu?

[graethel]

da.

[b12mihai]

Multumesc pentru timpul acordat  .