Интерференция света. Условие интерферентности волн.

Согласно теории Максвела волна распространяется с фазовой скоростью v=c / √ ε μ `; ε, μ –диэлектрическая и магнитная проницаемости сред, в воздухе ≈ 1. v=c/ √ ε `; c/v=n, n=√ ε `. Для электро-магнитной волны распр. вдоль оси х: E(в)=Eo cos(ω t–kx + φ);

H(в)=Ho cos (ω t – kx + φ); k=π /λ – волновой вектор / волновое число. E, H – векторы напряженности.

Векторы E и H – колеблются. В перпендикулярной плоскости, значение эл-маг волны поперечны. Опыт показывает, что электро-хим., физио-логич., фото-хим. и др. действия обусловлены колебанием вектора E. В дальнейшем будем говорить о световом векторе, подразумевая под ним колебание вектора напряженности электрического поля E. Обозначим амплитуду светового вектора через A. Закон, по которому меняется во времени и пространстве амплитуда светового вектора называется уравнением световой волны: y=Acos(ω t-kx+φ); y=Acos(ω t+φ); Световая волна несет с собой энергию. Плотность потока этой энергии определяется вектором Пойнтинга

S(в)=[E(в)*H(в)]. Согласно электро-магнитной теории Максвела амплитуды E и H связаны: Eo√ ε 0ε `=Ho√ μ 0`; H=Eo√ ε ` *√ ε 0/μ 0` = Eo n √ ε 0/μ 0`; H~nEo; S(в)~Ho Eo ~nEo(c.2); Среднее значение S(в) – интенсивность световой волны: I~nEo(c.2)~nA(c.2); I~nA(c.2)

Условие наблюдения четкой интерфереционной картины

Если свет не монохроматический, а представляет собой некоторый спектр волн, то при данном угле падения условие max: ∆ =ki λ i (kλ 1=(k+1)λ 2=

=(k+2)λ 3=…). Чтобы такое наблюдение оказалось возможным, необходимо, чтобы интервал длин волн был ограничен λ Є[λ; λ +∆ λ ]. k(λ +∆ λ)=(k+1)λ;

∆ λ =λ /2; Чем больше d, тем больше k, и тем теснее располагаются полосы.

1Å =10(c.-10)м – анстрем. ∆ λ =100Å, λ =5000Å, k=50. Используя соотношение (1) получим n=1, 5; d=8мкм, ∆ λ =0, 1Å, d> в 10(c.3). Интерференцию можно наблюдать в клинообразных тонких слоях при этом угол схождения поверхностей должен быть от нескольких секунд до минут.. 1. Интерференция света. Когерентные волны. Выведите выражение интенсивности результирующей волны в случае сложения когерентных и не когерентных волн.

Явление интерференции света состоит в отсутствии простого суммирования интенсивности волн при их наложении т.е. взаимном усилении волн одних т-к прост-ва и ослабления в др-х.

Устойчивую картину интерференции света дают только когерентные волны. Две волны яв-ся когер-ми если: 1) ω (f)=const – волны монохромны, 2) δ =φ 2-φ 1=const, φ 2=φ 1, δ =0, длины волн одинаковы 3) световые векторы должны колебаться в одной плоскости, т.е. E1(в)||E2(в).

Оптической длиной пути наз. Величина =-я произвед-ю геометр-й длины пути на показатель преломления среды в которой распростр-ся луч света. Оптическая разность хода 2-х лучей D=l₁n₁-l₂n₂. max-м интерф-ии наблюдается если D=2ml/2

(m=0, 1, …) min-м если D=(2m+1)l/2, (m=0, 1, …).