48. Когерентность. Способы получения когерентных пучков.

В повседневной жизни явление интерференции не наблюдается (светлые и темные полосы). Что же такое когерентность?

Когерентность – согласованное протекание нескольких колебательных процессов.

Характеристики волны: амплитуда, частота и фаза. У когерентных волн разность фаз постоянна (см. выше). Эти характеристики для таких волн могут быть или изменяемы или постоянны. Но с изменением равным константе.

E = [A(t)cos(w(t) – φ(t))]

Все зависит от времени. Величина меняется хаотически. При рассмотрении интенсивности света мы (***) среднем определяем промежуток времени.

Для наблюдения интерференции необходимы когерентные источники. Какие есть способы получения когерентных источников?

1. Волновое деление фронта.

2. Деление амплитуды.

- синусоидальная волна абсолютная математическая абстракция.

(w - круговая частота, k – волновой вектор, х – координата (т.к. свет можно рассматривать в одномерном пространстве); k = w/v). В реальности атомы излучают несколько кусочков синусоиды и согласно принципу неопределенности, каждый атом излучает эту частичку в неком диапазоне частот: . - интенсивность света пропорциональна квадрату амплитуды. .

Если бы наш глаз мог регистрировать картинки с временным разрешением 10^-10 , то у нас рябило бы в глазах. Глаз усредняет картинку 0,1 с. Физический прибор имеет время регистрации дельта t. Если за 0,1 с пробегает все значения от -1 до 1 и не один раз, то при усреднении получится 0. Помимо того, что этот cos принимает разные значения, есть еще и разные значения волн.

Время когерентности – время за которое изменение достигает пи.

Длина когерентности - .

На этих знаниях основаны способы получения когерентных пучков:

1. Метод деления волнового фронта основан на использовании двух экранов. Как поставить линзу и источник, чтобы получился луч падающий на экран. Дельта х должно быть меньше длины когерентности.

2. Метод деления амплитуды основан на отражении света в мелкой пластинке. Исходная волна разделилась амплитуда и снова деления многочисленные.

49. Применение явления интерференции.

1. Исследование качества поверхности. Если интерференционная Катрина хорошая, регулярная, то поверхность отражает зеркально, а если на поверхности есть дефекты, то получаем искаженную интерференционную картину. Оценка поверхности оптики – перископов. Нужны детали стеклянные с хорошей поверхностью для оценки шероховатостей и дефектов/микродефектов. Идеальное стеклышко прижимают к изучаемому, свет, смотрят интерференционную картину.

2. Измерение малых длин k – объемного расширения. Измерение коэффициента теплового расширения.

3. Просветление оптики. Для того чтобы уменьшить отражение поверхности, ее покрывают пленками. В системе с большим числом отражающих поверхностей просветление покрытия позволяют уменьшить отражение в несколько раз. Интерферометры позволяют измерить скорости подвижности ледников до трех сантиметров в год.

50. Измерение скорости света. Давление света.

Измерение скорости света. Первые данные в 17 веке. Во времена Галилея и Ньютона считалось, что свет распространяется бесконечно быстро.

Еще Галилео Галилей пытался измерить скорость света. «Однажды, он погнал в поле своего слугу и заставлял его давать некие отмашки, когда увидит свет от зажигающейся лампы».

Шведский астроном наблюдал за спутниками Юпитера. Он заметил, что они появляются на восемь минут позже или раньше, чем им нужно было появиться по расчетам. Впервые рассчитал скорость света. В 17 веке Рюмер – датский астроном заметил (после Коперника), наблюдая за спутниками Юпитера, что они не знают порядка: из-за диска Юпитера вылезают то раньше, то позже. Вылез раньше – Земля и Юпитер по одну сторону Солнца, позже – по разные стороны.

Давление света. Свет оказывает давление, обладает импульсом. Мы не ощущаем его, так как им можно пренебречь. Идея светового давления была основана на упругих и неупругих соударениях. Если удар упругий – тела слипаются. Его измерил Лебедев в конце XIX в. Детская вертушка в вакууме – одну сторону покрыл сажей (поглощение), а вторую лопасть зеркально отполировал, при освещении, начинала вращаться. В средних широтах лучи света падают на полн. Отраж. Поверхности создавая давление 4,7*10^-6 Н/м2.

Хвост кометы направлен от солнца или от другой звезды, так как интенсивное излучение от солнца или звезды соответственно влияет на частицы в «хвосте» кометы. Это явление результат давления света.

Модуль 2. «Современные представления о пространстве и времени».