5 Волновая оптика
Основные формулы и определения
● Интерференцией света называется сложение когерентных волн, в результате которого происходит перераспределение световой энергии в пространстве, что приводит к появлению устойчивой интерференционной картины, т.е. чередующимся максимумам и минимумам интенсивности.
Положение точек, в которых наблюдается максимум или минимум интенсивности при интерференции зависит от оптической разности хода интерферирующих волн. Если оптическая разность хода ∆L равна чётному числу полуволн (или целому числу длин волн), то будет наблюдаться максимум интенсивности при интерференции, а если равна нечётному числу полуволн, то - минимум. Условие максимума интенсивности при интерференции имеет вид: ∆L = ± mλ, а условие минимума: ∆L = ± (2m+1)λ/2, где m = 0,1,2,…- целое число.
● Дифракцией в первоначальном смысле называется огибание волнами препятствий, в современном более широком смысле – любое отклонение при распространении волн от законов геометрической оптики. Дифракционная картина наблюдается при прохождении света через малые отверстия, щели и т.д., когда размеры препятствия соизмеримы с длиной волны падающего света.
Условие главных максимумов интенсивности при дифракции на дифракционной решетке имеет вид: d·sin φ = ± κ λ , где d – период (или постоянная) решетки, φ – угол дифракции, κ = 0,1,2…– порядок дифракционного максимума.
● Поляризацией
света называется совокупность явлений,
связанных с упорядочением плоскости
колебаний светового вектора 
в
электромагнитной волне. Преобразовать
естественный свет в поляризованный
можно с помощью поляризатора, (например,
пропустить свет через пластинку
турмалина). Анализ степени поляризации
производится с помощью анализатора.
Интенсивность света, прошедшего через поляризатор и анализатор, вычисляется по закону Малюса: J 2 = J 1·cos2φ, где J 1 – интенсивность света, прошедшего через поляризатор, J 2 - интенсивность света, прошедшего через анализатор, φ – угол между плоскостями пропускания колебаний поляризатора и анализатора.
● Дисперсией света называется зависимость показателя преломления вещества, через которое проходит свет, от длины волны (или частоты). Следствием дисперсии является разложение пучка белого света в спектр при прохождении его через призму.
Тест 5 – 1
Для точки А оптическая разность хода лучей от двух когерентных источников S1 и S2 равна 1,2 мкм. Если длина волны в вакууме 600 нм, то в точке А будет наблюдаться…
Варианты ответов:
1)
минимум интерференции, так как разность
хода равна нечетному числу полуволн;
2) минимум интерференции, так как разность хода равна четному числу полуволн;
3) максимум интерференции, так как разность хода равна четному числу полуволн;
4) максимум интерференции, так как разность хода равна нечетному числу полуволн.
Решение
Результат интерференции зависит от оптической разности хода. Если разность хода ∆L равна чётному числу полуволн (или целому числу длин волн), то будет наблюдаться максимум интенсивности при интерференции, а если равна нечётному числу полуволн, то - минимум. Условие максимума при интерференции имеет вид: ∆L = ± mλ, где m = 0,1,2,…- целое число.
В системе СИ: ∆L = 1,2 мкм = 1,2·10-6м, λ = 600 нм =600·10-9 м= 0,6·10-6 м. Найдём значение числа m: m =∆L/ λ =1,2·10-6/0,6·10-6 = 2.
Так как m – целое число, то будет наблюдаться максимум интенсивности при интерференции.
Ответ: вариант 3.