Название: Курс лекций по физике Ч.2 (Климовский А.Б.)

Жанр: Заочно-вечерний

Просмотров: 1422


Тема: интерференция волн

 

Вопросы:

1. Понятие об интерференции волн. Примеры.

2. Классические опыты по интерференции.

3. Когерентные волны. Условие когерентности. Характеристики когерентности.

4. Оптическая разность хода и геометрическая разность хода.

5. Условия максимумов и минимумов интерференции.

6. Пространственная когерентность волн. Условие хорошей контрастности и условие исчезновения интерференционной картины.

7. Временная когерентность волн. Ограничение порядка наблюдаемых максимумов.

8. Стоячая волна. Условия ее образования.

9. Опыт Юнга. Ширина интерференционных максимумов.

10. Интерференция в тонких пленках. Полосы равной толщины, полосы равного наклона. Просветление оптики.

11. Кольца Ньютона.

 

И н т е р ф е р е н ц и е й  в о л н  называется взаимодействие конечного числа волн, при котором происходит  устойчивое во времени их усиление в одних точках про- странства и ослабление в других точках. Интерферировать могут только когерентные волны. Волны называются  к о г е р е н т н ы м и  (от лат. cohaerentia – связь), если раз- ность фаз между колебаниями волн в одной точке пространства постоянна.

И н т е р ф е р е н ц и е й  с в е т о в ы х  в о л н  называется устойчивое перераспре- деление светового потока при взаимодействии конечного числа (двух и более) коге- рентных волн.

Если на пути света установить непрозрачный экран, то в результате перераспре- деления светового потока на экране возникает и н т е р ф е р е н ц и о н н а я  к а р т и н а , состоящая из чередующих более светлых и более темных областей. Для возникнове- ния интерференционной картины световые волны должны быть когерентными. В клас- сических экспериментах по интерференции когерентные волны получают от одного источника, для чего один световой луч разделяют на несколько лучей.

Описывая свет, обычно говорят о векторе  Е , который называют световым век-

тором. Это связано с тем, что действие света обычно обусловлено действием именно

электрического поля. Мы, рассматривая свет, также будем говорить о напряженности

электрического поля Е .

 

Рассмотрим классические опыты  по  интерференции.

 

S

 
Э         1.         Опыт Юнга (1801 г.)

1

В  эксперименте  источником  света  служит  ярко

S          И         освещенная щель S , световая волна от которой прохо-

дит две равноудаленные щели

S1 и

S2 , параллельные

S2        щели  S . Интерференционная картина наблюдается на

экране Э (область

И ) .

 

2.         Зеркала Френеля (1816 г.)

 

Для опыта использовались два зеркала, расположенные   под   углом   друг   к   другу,

 

 
близким к 1800, и источник света S , который      З          Э

отражается в обоих зеркалах. Световые лучи,       S

отразившиеся от зеркал, можно считать вы-

шедшими из мнимых источников

S1  и

S2 ,      И

являющихся мнимыми изображениями  S  в зеркалах. Мнимые источники когерентны, и

исходящие из них пучки света интерфериру-

ют в области перекрытия. Интерференцион-        S1

ная картина наблюдается на экране  Э в об-          S2

ласти  И , закрытой защитным экраном  З от

прямого попадания света.