24. Интерференция света. Перераспределение энергии.
Интерференция света - перераспределение интенсивности света в результате наложения нескольких когерентных световых волн. Это явление сопровождается чередующимися в пространстве максимумами и минимумами интенсивности.
Когерентность – согласованное протекание по времени и пространству нескольких колебательных и волновых процессов.
Свет – суммарное электромагнитное излучение множества атомов.
=
максимум – светлая полоса
=
минимум
–
темная
полоса
25.Опыт Юнга. Расчет интерференционной картины.
Томас Юнг провел опыт, в котором пучок света направляется на непрозрачной экран-ширму с двумя параллельными прорезями, позади которого проекционный экран .Особенность прорезей в том, что их ширина приблизительно равна длине волны излучаемого света. По принципу Гюгенса каждая прорезь является источником вторичных волн. Если вторичные волны достигнут линии в середине проекционного экрана, находящегося на равном расстояние от прорезей ,то на середине линии экрана их амплитуды прибавятся, что создаст максимум яркости.
На определенном удалении от центральной линии, напротив, волны окажутся в противофазе и их амплитуды компенсируются что создаст минимум яркости. По мере удаление от средней линии яркости периодически изменяется , возрастая до максимума и снова убывая. На проекционном экране получается целый ряд чередующихся интерференционных полос.
Расчет
интерференционной картины. Расчет
интерференционной картины можно провести
, используя две узкие параллельные щели
, расположенные достаточно близко друг
к другу. Щели
и
находятся на расстоянии
друг
от друга и являются когерентными
источниками света. Интерференция
наблюдается в произвольной точке
экрана, параллельного обеим щелям и
расположенного от них на расстоянии
,
причем
. Начало отсчета выбрано в точке
,
симметричной относительно щелей.
Интенсивность
в любой точке
экрана, лежащей на расстоянии
от
,
определяется оптической разностью хода
:
где
;
Максимумы
будут наблюдаться в случае:
А
минимумы:
26.Интерференция в тонких плёнках. Кольца Нютона.
В природе часто можно наблюдать радужное окрашивание тонких пленок возникающие в результате интерференции света, отраженного двумя поверхностями пленки.
Пусть
на плоскопараллельную прозрачную пленку
с показателем преломления
и толщиной
под углом
падает плоская монохроматическая волна.
На поверхности пленки в точке
луч разделится на два: частично отразится
от верхней поверхности пленки ,
частично преломится. Преломленный луч
дойдя до точки
, частично преломится в воздух (
,
частично отразится и пойдет к точке
.
Здесь он опять частично отразится и
преломится , выходя в воздух под углом
.
Вышедшие из пленки лучи 1 и 2 когерентны,
если оптическая разность их хода мала
по сравнению с длиной когерентности
падающей волны. Если на их пути поставить
собирающую линзу , то они сойдутся в
одной из точек
фокальной плоскости линзы.
Оптическая
разность хода между 2мя точками:
В
точке
будет интерференционный максимум, если:
,
А
минимум если:
,
Кольца Нютона.
Кольцевые полосы равной толщины, наблюдаемые в воздушном зазоре между соприкасающимися выпуклой сферической поверхностью линзы малой кривизны и плоской поверхностью стекла, называют кольцами Ньютона.
Толщина h воздушного зазора связана с расстоянием r до точки касания:
для
нахождения радиуса
:
,