Интерференция света. Методы наблюдения. Условия образования максимумов и минимумов при интерференции. Методы получения когерентных источников света.

Интерференция света — перераспределение интенсивности света в результате наложения (суперпозиции) нескольких когерентных световых волн. Это явление сопровождается чередующимися в пространстве

максимумами и минимумами интенсивности. Её распределение называется интерференционной картиной

Методы наблюдения:

Обычные источники света не являются когерентными, так как состоят из большого числа атомных излучателей. работающих независимо друг от друга. Для получения интерференционной картины прибегают к искусственным приемам. Сущность подобных методов заключается в том, что световой пучок, идущий от одного источника, делится на два пучка, которые друг другу когерентны и при наложении интерферируют. Например, в методе Юнга свет от точечного источника падает на непрозрачную преграду с двумя близкими узкими щелями, которые расщепляют исходный световой пучок на два когерентных пучка. В области за преградой происходит наложение волн, идущих от щелей. Если в эту область поместить экран, то на его поверхности наблюдается интерференционная картина, представляющая собой чередование темных и светлых полос. Интерференцию можно наблюдать и в естественных условиях. Например, окраска мыльных пузырей или тонких пленок бензина на поверхности воды объясняется интерференцией волн отраженных от наружной и внутренней поверхности пленки. Объясним цветовую окраску интерференционных полос. Пленка освещается белым светом, состоящим из волн имеющих разную частоту (и длину волны). Разность хода лучей, отраженных от разных граней пленки, зависит от ее толщины. При определенной толщине условие максимума выполнится для какой-то длины волны (l), и пленка в отраженном свете приобретет окраску в цвет, соответствующий данной длине волны l. Если пленка имеет переменную толщину, то интерференционные полосы приобретут радужную окраску.
Условия образования максимумов и минимумов при интерференции:

Результат сложения волн, приходящих в точку наблюдения М от двух когерентных источников О₁ и О₂зависит от разности фаз между ними Df

Расстояния, проходимые волнами от источников до точки наблюдения, равны соответственно d₁и d₂. Величина называется геометрической разностью хода Dd = d₂- d₁. Эта величина и определяет разность фаз колебаний в точке М. Возможны два предельных случая наложения волн.

Методы получения когерентных источников света

Q

.

t +T t N

(

: Идея Огюстена Френеля . Для получения когерентных источников света французский физик Огю-стен Френель (1788—1827) нашел в 1815 г. простой и остроумный способ. Надо свет от одного источника разделить на два пучка и, заставив их пройти различные пути, свести вместе. Тогда цуг волн, испущенных отдельным атомом, разделится на два когерентных цуга. Так будет для цугов волн, испускаемых каждым атомом источника. Свет, испускаемый одним атомом, дает определенную интерференционную картину. При наложении этих картин друг на друга получается достаточно интенсивное распределение освещенности на экране: интерференционную картину можно наблюдать.
Имеется много способов получения когерентных источников света, но суть их одинакова. С помощью разделения пучка на две части получают два мнимых источника света, дающих когерентные волны. Для этого используют два зеркала (бизеркала Френеля), бипризму (две призмы, сложенные основаниями), билинзу (разрезанную пополам линзу с раздвинутыми половинами) и др.

Поиск по сайту: