Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Понятие о монохроматичности и когерентности световых лучей
|
|
Рассмотрим два источника любых, например, электромагнитных когерентных колебаний, излучающих монохроматичные волны в одном направлении. Монохроматичными являются волны одинаковой частоты 
(или ω, поскольку циклическая частота 
). Накладываясь друг на друга, в некоторой точке пространства эти волны
Е1 = Е01cos (ω t + α 1) и Е2 =Е02cos (ω t + α 2)
дают результирующее колебание, квадрат амплитуды которой определяется как
Е2 = Е12 + Е22 + 2Е1 Е2 cos (α 2 – α 1). Если величина δ = α 2 – α 1, называемая разностью фаз, остаётся со временем постоянной, то говорят, что излучаемые волны когерентны, а сами источники тоже называются когерентными. (Когерентность – это согласованное протекание во времени и пространстве колебательных или волновых процессов). Явление взаимного усиления и ослабления волн, распространяющихся от когерентных источников при их наложении называется интерференцией. Это явление может возникать при наложении друг на друга любых когерентных волн, в том числе и световых. Две одинаковые электрические лампочки не являются когерентными источниками, т.к. излучение светящегося тела слагается из волн произвольно испускаемых многими атомами с цугом порядка 10-8с. Поскольку лазер излучает непрерывную монохроматическую волну (а не отдельными цугами), то два лазера являются когерентными источниками света. Наиболее интересные результаты получаются, если интерференционная картина наблюдается от двух источников с одинаковыми интенсивностями.
Для когерентных источников света интенсивность света результирующей волны I = I1 + I2 +2 
cos δ, для некогерентных I = I1 + I2, поскольку для них среднее значение < cos δ > = 0. Интенсивность света I определяется усредненным по времени квадратом амплитуды вектора напряженности электрического поля световой волны, т.е. 
. Таким образом, для когерентных источников в зависимости от разности фаз в некоторых точках пространства результирующая интенсивность света I может быть как больше, так и меньше суммы интенсивностей I1 и I2
Рассмотрим два когерентных источника света в виде горизонтальных щелей S1 и S2, находящихся на расстоянии d друг от друга. Рассмотрим некоторую точку С на экране, где будем наблюдать интерференционную картину в зависимости от разность хода лучей и разности фаз.
Интерференция света – явление перераспределения светового потока в пространстве, возникающее в результате наложения когерентных световых волн, при котором не имеет место простое суммирование интенсивностей. В некоторых точках пространства интенсивность результирующей волны оказывается больше, чем сумма интенсивностей исходных волн. Никакого нарушения закона сохранения энергии при этом нет, т.к. в других точках пространства интенсивность оказывается меньше суммы интенсивностей складываемых волн, а при равенстве их амплитуд даже становится равной нулю.
Δ = l2 – l1 – называется геометрической разностью хода,
если же учесть показатели преломления сред n1 и n2 , в которых распространяются лучи, то
Δ = (n2 d2 – n1 d1 ) – наз. оптической разностью хода.
Волны усиливают друг друга при наблюдении на экране, если они приходят в фазе, т.е., 
, где k – целое число и (полностью) ослабляют друг друга, если приходят в точку наблюдения в противофазе, т.е. Δ = (2k + 1) 