14.Интерференция плоских монохроматических волн. Расстояние между интерференционными полосами.

(график 1)

Волновая оптика: λα. Свет - электромагнитная волна E=E₁+E₂; E=

Когерентный источник волн:

Интерференция света: явление наложения когерентных волн, в результате которого происходит перераспределение энергии (усиление колебаний в одних точках и ослабление в других).

E= => I=I₁+I₂ при сложении колебаний от некогерентных источников интенсивоность складывается в каждой точке пространства. Если источник когерентен => зависит от α.

Пусть Е₁=Е₂:

1)α=0 (360°,720°…) E===2,т.е. E=2E₁ => I=4I₁ (IE²)

2) α=180° (540°) => E== 0 => I=0 Макс и мин интерференция проявляется отчетливее, когда I₁=I₂. Естественные источники света не когерентны. Можно получить, если разделить волну на 2 части (т.е. заставить 2 волны пройти разные оптические пути, а затем наложить). Расстояние между двумя соседними максимально-интенсивных расстояний между интерференциальными полосами, расстояние между минимальными - ширина интерференционной полосы. Расстояние между полосами растет с уменьшением расстояния между источниками. Монохроматические волны - когерентны.

(график 2)

= (wt-kx₂)-(wt-kx₁)=-kx₂+kx₁=k(x₁-x₂)=k𝑙; 2πm= k𝑙; k=2π/λ*𝑙; 𝑙=mλ; 𝑙 – оптическая разность хода.

Услов. макс. 𝑙=mλ; услов. миним. 𝑙=(2m+1)λ/2; 𝑙=𝑙₂-𝑙₁; n<<α ; из рис. 𝑙=nψ; ψ=x/𝑙 => 𝑙=nψ=n*x/𝑙=mλ => x_m=mλ𝑙/n

Оценкой ширины интерф. макс. – это расстояние между соседн. максимумами b=x_m+1-x_m=(m+1)λ𝑙/n – mλ𝑙/n = λ𝑙/n

15.Временная когерентность. Квазимонохроматический свет. Цуг волн. Время и длина когерентности (длина цуга).

Когерентность – согласованное протекание во времени и пространстве нескольких колебательных и волновых процессов (w₁=w₂; φ₁-φ₂=const) Монохромные волны – неограниченные в пространстве волны одной опред. и пост. частотной когерентны. Реальные источники не когерентны. В источнике свет излучается атомами, каждый испускает свет лишь в течении времени 10^-8с. Только в течении этого времени волны, испускаемые атомами, имеют пост А и фазу колебаний . Немонохромный свет можно представить в виде сменяющих друг друга коротких гармонических импульсов, излучаемых атомами -> волновой луч, т.е. луч – ряд возмущений с перерывами между ними.

Время когерентности – средняя продолжительность 1-го цуга τ_ког [τ=2π/w]. Длина когерентности 𝑙=Cτ_ког (C – 3*10⁸ скорость света в вакууме) – однородная среда.

Временная когерентность – это, определяемая степенью монохромности волн, когерентность колебаний, которые совершают в одной и той же точке пространства, существует до тех пор пока разброс фаз в волне в данной точке не достигнет π.

Всякая реальная световая волна - это наложение волн с длинами в инт. λ. В белом светеλ охватывает весь диапазон, воспринимаемый глазом электронных волн. Свет, для которогоλ<<λ – квазимонохроматический (или суперпозиц. монохроматич. волн, частоты расположены в узком диапазоне) (графики)