- •Глава: Волновая оптика. Световая волна.
- •Длина световой волны.
- •Интенсивность световой волны (света).
- •Изменение фазы световой волны при отражении.
- •Коэффициент отражения и пропускания.
- •Источники света.
- •Сложение световых волн.
- •Сложение некогерентных световых волн.
- •Интерференция световых волн.
- •Оптическая разность хода.
- •Условие максимумов и минимумов при интерференции световых волн от двух источников.
- •П.1 Световые волны не испытывают отражения.
- •2. Световая волна испытывает отражение.
- •Интерференция от двух источников (опыт Юнга).
- •П.2 Пластинка переменной толщины.
- •П.3. Кольца Ньютона.
- •Просветление оптики.
- •Двухлучевые интерферометры.
- •П.1 Интерферометр Жамена.
- •П.2 Интерферометр Майкельсона.
- •Многолучевая интерференция.
- •Многолучевой интерферометр.
Интерференция световых волн.
Пусть в точку приходят когерентные световые волны, возбуждающие когерентные колебания.
В этом случае
,
.
Значение будет зависеть от положения .
В некоторых точках пространства выполняется условие
,
.
В других точках
,
.
В остальных точках
.
Рассмотренное явление называется интерференцией световых волн.
Интерференцией света называется явление сложения когерентных световых волн, в результате чего в одних точках пространства возникают максимумы интенсивности света, а в других минимумы интенсивности света.
Явление интерференции возникает только при сложении когерентных световых волн, в которых колебания световых векторов происходят вдоль одного и того же направления.
Световые источники, создающие когерентные световые волны, называются когерентными световыми источниками.
Необходимым условием интерференции является когерентность световых волн, т.е.
,
, ,
.
Оптическая разность хода.
Пусть световая волна распространяется в среде с абсолютным показателем преломления . Найдем путь, который волна пройдет за время
.
Для однородной и изотропной среды
,
.
Величина
Называется оптической длиной пути световой волны.
В вакууме .
Пусть световая волна от источника приходит в точку , пройдя путь длиной в среде с , а световая волна от источника приходит в эту же точку, пройдя путь длиной в среде с .
Оптическая длина пути каждой волны равна
.
Оптической разностью хода называется величина
.
Для рассмотренных волн
.
Пусть источники и возбуждают волны одинаковой длины и имеют одинаковую начальную фазу.
Для точки запишем
,
.
Найдем разность фаз
где - длина световой волны в вакууме.
Условие максимумов и минимумов при интерференции световых волн от двух источников.
В дальнейшем будем рассматривать когерентные световые источники с одинаковыми начальными фазами.
П.1 Световые волны не испытывают отражения.
Две когерентные световые волны от когерентных световых источников и приходят в точку .
Световые векторы и совершают колебания вдоль одного и того же направления. Запишем условие максимумов интенсивности света в точке в результате интерференции
,
Пусть - оптическая разность хода световых волн.
,
.
Максимум интенсивности
Для минимума интенсивности света
,
.
Минимум интенсивности света
,
Число определяет порядок интерференционного максимума или минимума соответственно.
2. Световая волна испытывает отражение.
Пусть световая волна от источника на своем пути в точку испытывает одно отражение в точке .
Обозначим:
- абсолютный показатель преломления среды, в которой распространяется волна от ,
- абсолютный показатель отражающей среды.
Пусть выполняется условие
.
В этом случае при отражении возникает скачок фазы
.
Обозначим оптическую разность хода
.
Разность фаз колебаний в точке есть сумма разности фаз, обусловленный оптической разностью хода и скачка фазы
.
Запишем условие максимума интенсивности
,
, .
Для минимума интенсивности
,
, .
Если при отражении световой волны возникает скачок фазы на , который необходимо учитывать при интерференции, то в условиях для максимумов и минимумов интенсивности к оптической разности хода световых волн следует прибавить или отнять половину длины световой волны в вакууме.