Lecture_5

ЛЕКЦИЯ 5. Интерференция Найдем интенсивность света в какой-либо точке пространства, где перекрываются два световых пучка.

Интерференция – явление, возникающее при сложении световых волн в пространстве и состоящее в том, что интенсивность результирующей световой волны в различных точках пространства не совпадает с суммой интенсивностей складывающихся волн.

Закон сохранения энергии не нарушается. Происходит перераспределение потока световой энергии в пространстве.

(не согласованы) между собой. Некогерентные пучки не интерферируют.

Рассмотрим интерференцию монохроматических волн.

Рассчитаем интерференционный эффект для случая двух м/х волн одинаковой частоты. Пусть в точке наблюдения векторы E1 и E2 параллельны или антипараллельны.

Рассмотрим графический способ получения результирующей интенсивности при И.

Разность фаз должна быть постоянной во времени! Тогда будет наблюдаться интерференция. Если за время регистрации изменяется, то устойчивой интерференционной картины не будет. Необходимо понять, почему при наложении световых пучков от разных (независимых) источников меняется и ИК не наблюдается.

Для наблюдения интерференции необходимо, чтобы разность фаз не зависела от времени в фиксированной точке наблюдения. Очевидно, что для рассматриваемых м/х волн это

(!)Источники света, обеспечивающие постоянную разность фаз колебаний в каждой точке пространства, называются когерентными, а испускаемые ими волны –

когерентными волнами.

(!)Следовательно, монохроматические волны одинаковой частоты являются когерентными.

Реальные источники света

М/х волны являются абстракцией. В реальных источниках света колебания постоянно обрываются, происходит хаотическое изменение их фазы.

Рассмотрим результат сложения волн, испускаемых реальными источниками света. Разность фаз уже не является постоянной величиной. Чтобы получить результирующую интенсивность, необходимо усреднить результат по времени τ, которое связано с инерционностью аппаратуры (включая человеческий глаз):

За время τ фазы 1 и 2 много раз меняются, поэтому интеграл обращается в ноль, и

интерференция отсутствует.

Пусть x – расстояние между двумя соседними плоскостями минимальной или максимальной интенсивности. Эта величина называется шириной интерференционной полосы.

Если поставить плоский экран, то он пересечет плоскости равной интенсивности вдоль параллельных прямых. На экране будут видны интерференционные полосы ширины x.

Интерференция сферических м/волн. Оптическая разность хода.

Рассмотрим случай интерференции сферических м/х волн от двух точечных источников света S1 и S2.

Если интерферирующие волны распространяются в средах с различным показателем преломления n, то