16. Интерференция. Когерентность. Условие минимумов и максимумов.

Явления интерференции – сложение колебаний, в результате которого в некоторых точках пространства колебания усиливаются, а в других – ослабляются. Основным условием для проявления является когерентность – две волны называются когерентными, если они имеют одинаковую частоту и постоянную разность фаз во времени. Время когерентности – время, в течение которого разность фаз двух колебаний остается постоянной.

x₁, x₂ – пути, проходимые светом

E₁=E₀₁sinω(t- ), E₂=E₀₂sinω(t- ), E₀₁=E₀₂=E₀

E=E₁+E₂=E₀(sinω(t- )+ sinω(t- ))=E₀2sinω(t- )cosω

В т.А колебания происходят с той же частотой.

-амплитуда колебаний, зависит от скорости х₂-х₁=∆х-разность хода

Найдем условия ∆х, при которых колебания гасят друг друга и усиливают друг друга. Это условия интерференциальных максимумов и минимумов.

минимум: cosω( )=0, λ=cT=c* = ω=

cos =0 cos =0 =(2k+1) ∆x= -условие минимума

максимум: cosω ∆x=2k -условие максимума

17. Опыт Юнга. Ширина интерференционных полос. Бизеркала Френеля. Бипризма Френеля.

Для наблюдения интерференции света необходимо иметь когерентные световые пучки, для чего применяются различные приёмы. В опыте Юнга когерентные пучки получали разделением и последующим сведением световых лучей, исходящих из одного и того же источника (метод деления волнового фронта).

Свет от источника S падет на экран с двумя щелями S1 и S2, расположенными достаточно близко друг к другу на расстоянии d. Эти щели являются когерентными источниками света. Интерференция наблюдается в области, в которой перекрываются волны от этих источников (поле интерференции). На экране Э мы видим чередование полос с максимумом и минимумом интенсивности света. Экран расположен на расстоянии l от щелей, причем .

x ₁²=L²+(Y - )

x₂²=L²+(Y + )

x₂² – x₁²=2yd

(x₂-x₁)(x₂+x₁)=2yd

X₂+x₁=2L ∆x*2L=2yd ∆x= ∆=2k*

Y_k= kλ – координаты точки, в которой максимум

B =y_n+1 – y_k= λ – расстояние между двумя соседними световыми полосами (ширина полос)

Бизеркала Френеля - оптическое устройство для наблюдения явления интерференции когерентных световых пучков. Устройство состоит из двух плоских зеркал, образующих двугранный угол. При освещении зеркал от источника S отражённые от зеркал пучки лучей можно рассматривать как исходящие из когерентных источников S₁ и S₂, являющихся мнимыми изображениями S. Пучки света от этих изображений пересекаются под малым углом и дают интер-ференц. картину на экране. Используются в интерферометрии.

Бипризма Френеля состоит из двух одинаковых, сложенных основаниями призм с малыми преломляющими углами. Параллельно этому основанию на расстоянии от него располагается источник света S. Свет от источника преломляется в обеих призмах, в результате чего за бипризмой распространяются световые пучки, как бы исходящие из мнимых источников, являющихся когерентными. На экране происходит наложение когерентных световых пучков и наблюдается интерференция.