Интерференция света

ОПТИКА – РАЗДЕЛ ФИЗИКИ, ИЗУЧАЮЩИЙ СВОЙСТВА И ФИЗИЧЕСКУЮ ПРИРОДУ СВЕТА, А ТАКЖЕ ЕГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С ВЕЩЕСТВОМ. УЧЕНИЕ О СВЕТЕ ПРИНЯТО ДЕЛИТЬ НА ТРИ ЧАСТИ:
ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ ИЛИ ЛУЧЕВАЯ ОПТИКА, В ОСНОВЕ КОТОРОЙ ЛЕЖИТ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ О СВЕТОВЫХ ЛУЧАХ;
ВОЛНОВАЯ ОПТИКА, ИЗУЧАЮЩАЯ ЯВЛЕНИЯ, В КОТОРЫХ ПРОЯВЛЯЮТСЯ ВОЛНОВЫЕ СВОЙСТВА СВЕТА;
КВАНТОВАЯ ОПТИКА, ИЗУЧАЮЩАЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ СВЕТА С ВЕЩЕСТВОМ, ПРИ КОТОРОМ ПРОЯВЛЯЮТСЯ КОРПУСКУЛЯРНЫЕ СВОЙСТВА СВЕТА.

СВОЙСТВА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН

ОПТИЧЕСКИЙ ДИАПАЗОН ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН
ЭНЕРГИЯ КВАНТОВ ИЗЛУЧЕНИЯ (ФОТОНОВ) ВИДИМОГО ДИАПАЗОНА
Е = (2,6 – 5,2)·10-19 ДЖ = 1,6 – 3,2 ЭВ.
ВИДИМЫЙ ДИАПАЗОН
f = (4 – 8)·1014 ГЦ ω = (2,5 – 5,0)·1015Гц, где ω = 2πf
ω

ПРИНЦИП СУПЕРПОЗИЦИИ ДЛЯ ВОЛН
ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ ПЛОСКИХ И СФЕРИЧЕСКИХ ВОЛН
ЯВЛЕНИЕ ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЯ В ПРОСТРАНСТВЕ ИНТЕНСИВНОСТИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ, ПРЕДСТАВЛЯЮЩЕГО СОБОЙ СУММУ ДВУХ МОНОХРОМАТИЧЕСКИХ ВОЛН ОДНОЙ ЧАСТОТЫ, В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ИХ РАЗНОСТИ ФАЗ НАЗЫВАЕТСЯ ИНТЕРФЕРЕНЦИЕЙ

ПРИ СЛОЖЕНИИ ДВУХ ВОЛН ОДИНАКОВОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ С ИНТЕНСИВНОСТЯМИ I1 И I2 ИНТЕНСИВНОСТЬ СУММАРНОЙ ВОЛНЫ ПОЛУЧАЕМ АНАЛОГИЧНО

СХЕМА ИНТЕРФЕРЕНЦИИ

Δх не зависит от порядка интерференции (величины m) и является постоянной для данных l, d и λ. И Δx обратно пропорционально d; следовательно, при большом расстоянии между источниками, например при d ≈ l, отдельные полосы становятся неразличимыми для видимого света λ ≈ 10-7 м. Поэтому четкая, доступная для визуального наблюдения интерференционная картина имеет место при l >> d (это условие и принималось при расчете). По измеренным значениям l, d в Δх, можно экспериментально определить длину волны света. Интерференционная картина, создаваемая на экране двумя когерентными источниками света, представляет собой чередование светлых и темных полос, параллельных друг другу. Главный максимум, соответствующий m = 0, проходит через точку О. Вверх и вниз от него на равных расстояниях друг от друга располагаются максимумы (минимумы) первого (m = 1), второго (m = 2) порядков и т. д.

КОГЕРЕНТНЫЕ КОЛЕБАНИЯ
когерентностью двух волновых процессов называется их согласованное протекание
два волновых процесса называются когерентными, если средняя разность их полных фаз Δφ(x,y,z) в точке наблюдения с координатами r,t не зависит от времени наблюдения t:
где φ1(x,y,z), φ2(x,y,z) – соответственно полные фазы первой и второй волны; черта над разностью фаз означает её среднее значение по времени. среднее по времени это

ВРЕМЕННАЯ КОГЕРЕНТНОСТЬ
время когерентности учитывает тот факт, что реально средняя разность фаз может зависеть от времени. поскольку когерентность двух волн связывается с возможностью наблюдения интерференционной картины, то под временем когерентности понимается время, в течение которого интерференционная картина этих волн может наблюдаться. это время в течение которого видность интерференционной картины отлична от нуля при различии интенсивностей её максимумов и минимумов.

ПРОСТРАНСТВЕННАЯ КОГЕРЕНТНОСТЬ