Когерентность. Явление интерференции. Методы осуществления интерференции. Схема Юнга.
Когерентность - согласованное протекание во времени нескольких колебательных или волновых процессов, проявляющееся при их сложении. Колебания называются когерентными, если разность их фаз остаётся постоянной во времени и при сложении колебаний определяет амплитуду суммарного колебания. Два гармонических (синусоидальных) колебания одной частоты всегда когерентны.
Для осуществления интерференции света необходимо получить когерентные световые пучки, для чего применяются различные приемы. До появления лазеров во всех приборах для наблюдения интерференции света когерентные пучки получали разделением и последующим сведением световых лучей, исходящих из одного и того же источника. Практически это можно осуществить с помощью экранов и щелей, зеркал и преломляющих тел. Рассмотрим некоторые из этих методов.
Методы осуществления интерференции:
1. Метод Юнга
2. Зеркала Френеля.
3. Бипризма Френеля.
Схема юнга
Многие оптические двухлучевые интерференционные схемы могут быть сведены к идеализированной схеме рис. 1.1. Конечно, в реальных схемах используются не два, а один источник света, но лучи от этого источника попадают на экран, где наблюдается интерференция, по двум различным путям. Расщепление первоначальной волны от источника на две и последующее их сведение на экране – общий признак всех двухлучевых интерференционных схем. Такое расщепление может быть выполнено многими методами, и именно этим различные интерференционные схемы отличаются друг от друга.
Схема 1 – опыт Юнга – первый опыт по наблюдению интерференции света, осуществленный в 1827 г. Источником света служит ярко освещенная щель S. Свет, прошедший через 5, падает на две узкие щели/ Световые пучки, прошедшие через, уширяются вследствие дифракции. Интерференция наблюдается на экране в области перекрытия дифракционных пучков.
09 Основные характеристики спектральных приборов. Дисперсия, область дисперсии, разрешающая способность. Применение дифракционной решётки и призмы в качестве спектральных приборов.
Основными характеристиками спектральных приборов, определяющими их свойства и возможности, являются:
• рабочий спектральный диапазон,
• светосила и относительное отверстие,
• дисперсия и разрешающая способность,
• уровень рассеянного света,
• компенсация астигматизма
Дисперсия света (разложение света) — это явление, обусловленное зависимостью абсолютного показателя преломления вещества от частоты (или длины волны) света (частотная дисперсия), или, то же самое, зависимость фазовой скорости света в веществе от длины волны (или частоты).
Свободную
область дисперсии определяет максимальную
ширину
спектрального интервала исследуемого
излучения, при которой спектры соседних
порядков еще не перекрываются.
Длинноволновый конец спектра m-того
порядка совпадает с коротковолновым
концом спектра (m+1) порядка при выполнении
условия m(
+
)
= (m+1)
,
откуда:
=
/m
Отношение
λ/δλ
называется разрешающей
способностью дифракционной решетки;
она равна, как видно из формулы, полному
числу линий в решетке, умноженному на
порядок максимума луча. Легко убедиться,
что эта формула эквивалентна следующему
утверждению: разность частот должна
быть равна обратной величине разности
времен прохождения для самых крайних
интерферирующих лучей
Дифракционные решетки применяют в спектральных приборах для получения монохроматического света (спектрофотометр и др.) СПЕКТРАЛЬНЫЕ ПРИЗМЫ (дисперсионные призмы), одна из групп призм оптических; служат для пространств. Разделения (разложения в спектр) излучений оптич. Диапазона, различающихся длинами волн.