11

Міністерство освіти і науки України

ОДЕСЬКА НАЦІОНАЛЬНА МОРСЬКА АКАДЕМІЯ

Кафедра фізики і хімії

Лабораторна робота №6.1 Кільця Ньютона

( учбово-методичний посібник)

Розробив доцент Горюк.А.А.

Посібник затверджено на засіданні

кафедри, протокол №4 від 21.02.2011р.

Одеса – 2011

Лабораторна робота №6.1 Кільця Ньютона

1 Теоретична частина

1. Вихідні положення хвильової оптики

1. Змінні за часом електричні і магнітні поля, що взаємно породжують одне одного і поширюються у просторі, уявляють собою електромагнітні хвилі. На рис.1 схематично показана електромагнітна хвиля, що поширюється вздовж осі абсцис; і - відповідно вектори напруженості електричного і магнітного полів електромагнітної хвилі. Електромагнітні хвилі відносяться до поперечних хвиль, оскільки в них напрямки коливань векторів і нормальні відносно вектора швидкості хвилі – .

Рис.1

2. Світлові хвилі – це електромагнітні хвилі з довжинами хвиль, що лежать у межах 400…760  нм. Кольорова характеристика світлової хвилі визначається довжиною хвилі (400 нм – фіолетовий колір, 760 нм – червоний колір). Якщо світлові хвилі мають однакову довжину хвилі, світло називається монохроматичним; якщо ж у світловому пучку знаходяться всі довжини хвиль у межах від 400 до 760 нм (всі «кольори»), світло є білим.

3. Взаємодія світлової електромагнітної хвилі з речовиною в переважній більшості випадків визначається дією електричного поля хвилі, що характеризується вектором напружності електричного поля . Надалі будемо називати електричним (або світловим) вектором і при розгляданні світлових явищ будемо абстрагуватися від дії магнітного поля світлової хвилі.

Важливою характеристикою світлової хвилі є її інтенсивність¹, пропорційна | |².

4. Поширення світла в просторі будемо описувати за допомогою понять «фронт світлової хвилі» і «світловий промінь».

Фронтом світлової хвилі називається геометричне місце точок простору, до яких у даний момент часу досягла світлова хвиля. Фронт світлової хвилі поділяє простір на дві частини – одна з них охоплена хвильовим процесом, а до другої частини хвильові збідження ще не дійшли.

Середовище, у якому показник заломлення однаковий для будь-яких його точок, називається оптично однорідним. В противному випадку середовище називається оптично неоднорідним.

Світловим променем називається лінія, дотична в кожній точці якої зівпадає з напрямком переносу енергії. Зокрема для оптично однорідного середовища промені прямолінійні. Для однорідного середовища промені завжди перпендикулярні до фронту хвилі.

5. У вакуумі світлові хвилі поширюються зі швидкістю c = 3· 10⁸ м/с, а в речовині зі швидкістю v = c/n, де n > 1 - показник заломлення, значення якого визначається конкретними властивостями речовини. При поширенні світлової хвилі в речовині її частота залишається незмінною, а довжина хвилі зменшується . Дійсно:

(1)

Тут - довжина світлової хвилі у вакуумі, – її частота).

6. Світлові хвилі випромінюються окремими атомами джерела світла незалежно одна від одної, тому початкові фази їх коливань не пов'язані між собою і з рівною ймовірністю довільно змінюються у часі. Такі хвилі називаються некогерентними і при накладанні в одній точці простору їх інтенсивності просто підсумовуються.

Когерентними називаються такі хвилі, що мають однакову частоту і незалежну від часу різницю фаз .