9.Интерференция квазимонохроматического света. Временная когерентность. Роль конечных размеров источника света. Пространственная когерентность. Влияние размеров источника на интерференционную картину.

Квазимонохроматический свет можно представить как суперпозицию монохроматических волн, частоты которых расположены в узком спектральном диапазоне.

Из равенства   с учетом   получаем два новых условия границы "несмазанной" области интерференционной картины:

 и  .

Временная когерентность связана с когерентностью вдоль луча. Временная когерентность - состояние, при котором световые волны на протяжении своего периода проходят данную область в пространстве за одно и то же время.

Роль конечных размеров источника света

Все реальные источники света имеют конечные размеры. Увеличение размеров источника, как и расширение спектра излучаемого им света приводит к ухудшению контрастности (уменьшению видности) интерференционных полос и даже к полному их исчезновению. Интенсивность в любом месте равна сумме интенсивностей в интерференционных картинах, создаваемых отдельными точечными элементами источника. Если размеры источника (т.е. ширина щели S) много меньше длины световой волны, то интерференционная картина будет резкой, так как разность хода интерферирующих лучей от любой точки источника до некоторой точки наблюдения P будет практически одна и та же. Но обычно размеры источника значительно больше длины волны, поэтому одинаковые интерференционные картины от разных его элементов сдвинуты одна относительно другой. В результате наложения этих картин интерференционные полосы оказываются более или менее размытыми

Пространственная когерентность

Пространственная когерентность — когерентность колебаний, которые совершаются в один и тот же момент времени в разных точках плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны. Пространственная когерентность - это когерентность света в направлении, перпендикулярном лучу (поперек луча).

10.Многолучевая интерференция. Интерференционные фильтры. Многослойные диэлектрические покрытия. Получение диэлектрических зеркал. Просветление оптики. Пояснить интерференцию в тонких пленках и принципы просветления оптических изделий тонкими пленками.

Многолучевая интерференция возникает при наложении большого числа когерентных световых пучков. Многолучевую интерференцию можно осуществить в многослойной системе чередующихся пленок с разными показателями преломления (но одинаковой оптической толщиной, равной λ0/4), нанесенных на отражающую поверхность.

Интерференционный фильтр — название дихроичных фильтров по принципу действия.

Дихроичный фильтр отражает одну и пропускает другую часть спектра падающего излучения благодаря явлению многолучевой интерференции в тонких диэлектрических плёнках.

Многослойные диэлектрические покрытия

Многослойные диэлектрические покрытия обеспечивают высокий коэффициент отражения и, следовательно, большую резкость полос и в то же время не поглощают свет. Многослойные диэлектрические покрытия представляют собой ряд тонких прозрачных пленок, нанесенных слоями друг на друга, причем пленки с большим и малым показателем преломления чередуются между собой. Толщина пленок подпирается так, чтобы свет, отраженный от каждой поверхности раздела, при интерференции усиливался.

Просветление оптики

Нанесением на поверхность стекла диэлектрических покрытий можно решить и противоположную задачу уменьшения коэффициента отражения (просветление оптики). Это очень важно для сложных оптических систем с большим числом преломляющих поверхностей, где даже при малом коэффициенте отражения ( ) в итоге накапливаются значительные потери света. Очевидно, что нанесенный на стекло слой диэлектрика оптической толщины   при n<n₀ приведет к уменьшению R, так как отраженные от его передней и задней границ волны находятся в противофазе. При n=n_o^1/2 весь падающий по нормали свет с длиной волны   проходит через границу. Использование более сложных трехслойных покрытий позволяет получить сравнительно высокое пропускание в широкой области спектра.

11.Явление дифракции. Принцип Гюйгенса-Френеля, его интегральная запись и трактовка. Зоны Френеля. Применение векторных диаграмм для анализа дифракционных картин. Зонные пластинки. Дифракция на круглом отверстии и диске

Дифракция - это явление, присущее волновым процессам для любого рода волн. Дифракционные эффекты зависят от соотношения между длиной волны и характерным размером неоднородностей среды либо неоднородностей структуры самой волны. Наиболее сильно они проявляются при размерах неоднородностей сравнимых с длиной волны. При размерах неоднородностей существенно превышающих длину волны (на 3-4 порядка и более) , явлением дифракции, как правило, можно пренебречь.

Принцип Гюйгенса — Френеля — основной постулат волновой теории, описывающий и объясняющий механизм распространения волн, в частности, световых.

Зонная пластинка — плоскопараллельная стеклянная пластинка с выгравированными концентрическими окружностями, радиус которых совпадает с радиусами зон Френеля. Зонная пластинка «выключает» чётные либо нечётные зоны Френеля, чем исключает взаимную интерференцию (погашение) от соседних зон, что приводит к увеличению освещённости точки наблюдения. Таким образом, зонная пластинка действует как собирающая линза.