42.Когерентність світлових хвиль. Інтерференція світла та її застосування в природі і техніці. Біпризма Френеля.

Когерентність світлових хвиль-це властивість хвилі зберігати свої частотні, поляризаційні й фазові характеристики. Умовою когерентоності хвиль є незмінюваність у часі різниці між фазами коливань у них, що можливо лише тоді, коли хвилі мають однакову довжину (частоту).Завдяки когерентності хвиль виникають інтерференційні явища. Когерентність світла пояснюють постійним у часі співвідношенням між фазами світлових хвиль, що створює можливість отримання інтерференції. Когерентні промені одержують від того самого джерела. Розрізняють повну і часткову когерентність світла. Повна когерентність настає тоді, коли контраст інтерференційної картини ідеальний, тобто мінімальна інтенсивність світла в області тіні дорівнює нулю; часткова — якщо контраст не ідеальний. Якщо контраст відсутній, то світло цілком некогерентне.

Інтерференція світла та її застосування в природі і техніці. Сфери застосування інтерференції: наука (наприклад, в оптиці для дослідження структури спектрів, для визначення кутових розмірів небесних тіл), техніка (для поліпшення оптичних приладів шляхом просвітлення їх об’єктивів, для контролю якості шліфовки поверхонь деталей).

Біпризми Френеля - тонка скляна призма, як би складена з двох складених своїми підставами прямокутних призм. Служить вона нарівні з дзеркалами Френеля для спостереження інтерференції світлових променів.

43.Дифракція світла. Дифракційна решітка. Дифракція світла в природі, застосування у техніці.

Дифракцією світла називається явище відхилення світла від прямолінійного напрямку поширення при проходженні поблизу перешкод. Явище дифракції світла наглядно підтверджує теорію корпускулярно-хвильової природи світла.Спостерігати дифракцію світла важко, оскільки хвилі відхиляються від перешкод на помітні кути лише за умови, що розміри перешкод приблизно дорівнюють довжині хвилі світла, а вона дуже мала.Уперше, відкривши інтерференцію, Юнг виконав дослід з дифракції світла, за допомогою якого були вивчені довжини хвиль, що відповідають світловим променям різного кольору.

Дифракційна решітка – це пристрій, що складається з багатьох однакових паралельних щілин, розташованих на рівних відстанях одна від одної. У загальному вигляді дифракційна решітка – це будь-яка структура, що має просторову періодичність. Дифракція світла в природі, застосування у техніці.Наукові й технічні використання явища дифракції - різноманітні. Дифракційні ґратки служать для розкладу світла в спектр й для створення дзеркал (наприклад, для напівпровідникових лазерів). Водночас дифракція накладає обмеження на роздільну здатність оптичних приладів, наприклад, мікроскопів. Об'єкти, розміри яких менші за довжину хвилі видимого світла. Схоже обмеження діє в методі літографії, який широко використовується в напівпровідниковій промисловості при виробництві інтегральних схем.

44.Квантові властивості світла. Фотони та їх параметри(маса, імпульс, енергія).Ква́нтова о́птика — розділ фізики, що вивчає властивості світла з погляду квантової теорії Планка. Основна ідея полягає у гіпотезі про те, що світло випромінюється та поглинається певними дискретними порціями — квантами.Основи квантової оптики закладені дослідженнями Макса Планка (спектр випромінювання абсолютно чорного тіла) та Альберта Ейнштейна (фотоефект). Як і будь-які інші електромагнітні хвилі світло характеризується частотою, довжиною хвилі, поляризацією й інтенсивністю. У вакуумі світло розповсюджується зі сталою швидкістю, яка не залежить від системи відліку — швидкістю світла. Швидкість поширення світла в речовині залежить від властивостей речовини і загалом менша від швидкості світла у вакуумі. Взаємодіючи з речовиною, світло розсіюється і поглинається. При переході з одного середовища в інше змінюється швидкість розповсюдження світла, що призводить до заломлення. Поряд із заломленням на границі двох середовищ світло частково відбивається. Заломлення та відбиття світла використовується в різноманітних оптичних приладах: призмах, лінзах, дзеркалах, що дозволяють формувати зображення.Випромінювання і поглинання світла відбувається квантами: фотонами, енергія яких залежить від частоти.

Фотон — це елементарна частинка, що характеризує квант світла.Фотон — особлива елементарна частинка. Він не має маси спокою, тобто його не можна зупинити. Справді, якби була така система відліку, в якій він не рухався б, то в такій системі втрачає сенс саме поняття світла, адже не відбувається його поширення.Маса фотона залежить від довжини хилі електромагнітного випромінювання.Так, для видимого світла його маса дорівнює 3,7 · 10-36 кг, а для рентгенівського випромінювання 2,2 · 10-33 кг. Імпульс фотона як динамічний параметр мікрочастинки речовини виражається через частоту або довжину хвилі — величини, властиві випромінюванню. Маса фотона рентгенівського випромінювання менша за масу електрона (mе = 9,1 · 10-31 кг) майже в 500 разів.