Вопрос 49

Интерференция света — перераспределение интенсивности света в результате наложения (суперпозиции) нескольких когерентных световых волн. Это явление сопровождается чередующимися в пространстве максимумами и минимумами интенсивности. Её распределение называется интерференционной картиной. ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ света, проявляется в нарушении правила сложения интенсив-ностей при встрече двух пучков, выходящих из одной и той же светящейся точки. Два световых пучка, распространяющихся от разных светящихся точек, при встрече всегда усиливают друг друга, их интенсивности складываются (принцип суперпозиции интейсивностей). Наоборот, если заставить пересечься (при помощи зеркал, призм, линз и пр.) два луча, выходящие по разным направлениям.из одной светящейся точки, то при встрече в некоторых местах лучи будут взаимно ослабляться, а в соседних ненормально усиливаться. Если пересекаются лучи одинаковой интенсивности, то в одних точках они пол-—-ностью тушат друг друга, а в соседних создают интенсивность вчетверо большую, чем интенсивность каждого из слагаемых лучей. Лучи, способные интерферировать, называются ко герент-н ы м й. Произведение геометрической длины s пути световой волны в данной среде на показатель n преломления этой среды называется оптической длиной пути L, a  = L₂ – L₁ - разность оптических длин проходимых волнами путей - называется оптической разностью хода. Если оптическая разность хода равна целому числу длин волн в вакууме то  = ±2m, и колебания, возбуждаемые в точке М обеими волнами, будут происходить в одинаковой фазе. Следовательно, (172.2) является условием интерференционного максимума.Если оптическая разность хода то  = ±(2m + 1), и колебания, возбуждаемые в точке М обеими волнами, будут происходить в противофазе. Следовательно, (172.3) является условием интерференционного минимума.

Вопрос 50

Дифракция света.

Дифракция света - явление отклонения света от прямолинейного распространения или огибание световым лучом преград или препятствий. Можно наблюдать используя дифракционную решетку. Дифракционная решетка — оптическое устройство, представляющее собой совокупность большого числа параллельных, обычно рав­ноотстоящих друг от друга щелей.

Дифракционную решетку можно получить нанесением непроз­рачных царапин(штрихов) на стеклянную пластину. Непроца­рапанные места—щели—будут пропускать свет; штрихи, соответ­ствующие промежутку между щелями, рассеивают и не пропускают света. Суммарную ширину щели а и промежутка b между щелями называют постоянной или периодом дифракционной решетки: с=а+b . Если на решетку падает пучок когерентных волн, то вторичные волны, идущие по всевозможным направлениям, будут интерферировать, формируя дифракционную картину. Если разность хода лучей кратна целому числу длин волн, то при интерференции возникнут главные максимумы, для которых выполняется условие или где k = 0,1,2, ... — порядок главных максимумов. Они расположе­ны симметрично относительно центрального (k — О, а = 0). Это равен­ство является основной формулой дифракционной решетки. Между главными максимумами образуются минимумы (добавоч­ные), число которых зависит от числа всех щелей решетки. Пусть разность хода вто­ричных волн, идущих под углом а от соответственных точек сосед­них щелей, равна т.е. где N — число щелей дифракционной решетки. Этой разности хода 5 отвечает разность фаз ∆φ=2π/N.

При падении на дифракционную решетку белого или иного немо­нохроматического света каждый главный максимум, кроме цен­трального, окажется разложенным в спектр. В этом случае k указывает порядок спектра.Таким образом, решетка, как и щель, является спектральным прибором, поэтому для нее существенны характеристики, которые

позволяют оценивать возможность различения (разрешения) спек­тральных линий.

Одна из таких характеристик — угловая дисперсия — определяет угловую ширину спектра. Она численно равна угловому расстоянию do между двумя линиями спектра, длины волн которых различают­ся на единицу :

Разрешение спектральных линий коли­чественно оценивается разрешающей способностью, равной отношению длины волны к наименьшему интервалу длин волн, которые еще могут быть разреше­ны: разрешающая способность дифракционной решетки тем больше, чем больше порядок k спектра и число N штрихов.