4. Когерентность.

Стационарной называют картину, в которой распределение интенсивности не изменяется во времени. Для получения стационарной интерференционной картины разность фаз складываемых колебаний не должна зависеть от времени. Источники, а также соответствующие колебания, для которых выполняется это условие, называют когерентными.

Когерентность (от лат. cohaerens — находящийся в связи) означает 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. Различают понятия временной и пространственной когерентности. Временная когерентность связана с интервалом частоты  волн, излучаемых источником, пространственная же когерентность – с размерами источника и геометрией интерференционной схемы.

Два источника света, размеры и расположение которых позволяют наблюдать интерференцию, называют пространственно когерентными. Световая волна, излучаемая лазером, формируется в результате согласованного вынужденного излучения света во всем объеме активного вещества. Поэтому пространственная когерентность света у выходного отверстия лазера сохраняется во всем поперечном сечении луча. Лазерное излучение обладает огромной пространственной когерентностью, т. е. высокой направленностью по сравнению с излучением нагретого тела.

В оптике наиболее распространённым способом получения двух когерентных волн является расщепление волны, излучаемой одним немонохроматическим источником, на две волны, распространяющиеся по разным путям, но в конце концов встречающихся в одной точке, где и происходит их сложение.

5 . Интерференция света от плоскопараллельной пластинки.

П олосы равного наклона – система чередующихся светлых и тёмных полос, наблюдаемая при освещении прозрачного слоя постоянной толщины (плоскопараллельной пластинки) расходящимся или сходящимся пучком монохроматического света либо непараллельным пучком лучей более сложного строения. Причём каждая полоса проходит через те точки слоя, на которые лучи света падают под одним и тем же углом (под одинаковым наклоном, откуда название "полосы равного наклона"). Полосы равного наклона часто относят к эффектам оптики тонких слоев, хотя они возникают и в пластинках сравнительно немалой толщины (см. рис. 4.2). Появление таких полос обусловлено интерференцией света, отражённого от передней и задней границ пластинки (в отражённом свете), либо света, прошедшего через пластинку без отражения, со светом, дважды отражённым поверхностями пластинки (в проходящем свете). Интерференция становится возможной вследствие когерентности лучей, проходящих различные пути и приобретающих вследствие этого разность хода. В результате интерференции максимум или минимум освещённости в отражённом свете (соответственно светлая или тёмная полоса) будет наблюдаться при условии, что разность хода между двумя когерентными пучками лучей равна целому или полуцелому числу длин волн, т. е.:

, (m=0,1,2,..) – максимум, (4.1)

, (m=0,1,2,..) – минимум, (4.2)

где n — преломления показатель вещества пластинки; h — её толщина; λ — длина волны света; ψ — угол преломления лучей. Дополнительный член λ/2 в выражении для разности хода учитывает сдвиг фаз при отражении от оптически более плотной среды. Поскольку угол преломления ψ однозначно связан с углом падения φ, все лучи с одинаковым углом падения приобретают одну и ту же разность хода. Таким образом, интерференционные максимумы и минимумы возникают в направлениях одинакового наклона отражённых лучей.

Так как приобретающие одинаковую разность хода лучи (например, возникающие при расщеплении лучей S, S₁) идут от пластинки параллельно, полосы равного наклона, образующиеся при "пересечении" этих лучей, локализованы в бесконечности, и для их наблюдения нужно собрать интерферирующие лучи с помощью линзы на экран или фотопластинку (или аккомодировать глаз на бесконечность). Полосы равного наклона можно наблюдать при сколь угодно протяжённом источнике света. Для сходящихся и расходящихся освещающих пучков полосы равного наклона в фокальной плоскости собирающей линзы L — окружности или эллипсы. Полосы равного наклона используют для особо точного контроля плоско- параллельности прозрачных пластинок (особенно стеклянных).