Лабораторная работа № 4.4
«Изучение интерференции света»
Цель работы: изучение явления интерференции света с помощью интерферометра Жамена; проверка закона сохранения энергии при интерференции.
Оборудование: полупроводниковый лазер, интерферометр Жамена, цифровая измерительная головка, фотоприёмник с операционным усилителем, микроподвижки, стабилизированные источники постоянного тока.
Метод измерений
В данной лабораторной работе проводится проверка выполнения закона сохранения энергии при интерференции. Суть метода проверки заключается в сравнении суммы интенсивностей каждого из интерферирующих пучков по отдельности с результирующей интенсивностью интерференционной полосы. Учитывая, что 
~ 
(здесь а — амплитуда волны), и воспользовавшись методом фазовых диаграмм, результат сложения интенсивностей двух когерентных волн 
и 
можно записать в виде:
, (1)
где Dj— разность фаз между интерферирующими волнами.
Тогда для интенсивности интерференционного минимума при cos (Dj) = – 1 из (1) получаем, что
.
В случае равенства интенсивностей интерферирующих пучков, то есть при 
, имеем
. (2)
Максимум интенсивности в интерференционной картины будет наблюдаться при cos (Dj) = + 1. Следовательно
.
Отсюда при равенстве интенсивностей пучков получается
. (3)
Следовательно, при интерференции действительно наблюдается перераспределение интенсивностей волн в области их наложения.
Если интенсивности интерферирующих волн не равны, то есть 
, то в максимуме должно, по меньшей мере, выполняться условие:
(4)
Проверка именно этого неравенства (4) и выполняется в данной лабораторной работе.
Описание экспериментальной установки
Рисунок 1 - Схема экспериментальной установки
Экспериментальная установка, схема которой приведена на рис. 1, содержит полупроводниковый красный лазер, интерферометр Жамена (пластины Р 1 и Р 2), фотоприёмник, установленный на двухкоординатной подвижке, и подвижную шторку К, позволяющие поочерёдно перекрывать интерферирующие пучки 1 и 2. Лазер размещён в юстировочном модуле, который вместе с интерферометром и узлом крепления фотоприёмника смонтирован на жёсткой металлической плите. Шторка крепится к корпусу установки, что позволяет не заботиться о разъюстировке оптической схемы в процессе проведения измерений.
С помощью юстировочных узлов лазера и пластины Р 2 интерферометр настраивается так, чтобы полосы интерференционной картины были ориентированы примерно под 45º к вертикали, а в поле зрения находилось 3÷4 полосы. Такая настройка позволяет получить достаточно света для уверенной регистрации интенсивности и дать студентам наглядное представление об интерференционной картине.
Фотоприёмник устанавливается таким образом, чтобы через отверстие в экране проходил свет только от какой-либо одной интерференционной полосы. Тогда при поочерёдном перекрытии интерферирующих пучков шторкой К можно измерить интенсивности каждого из пучков. Если шторка К выведена из оптического тракта, фотоприёмник регистрирует результирующую интенсивность интерференционной полосы.