§ Осуществление когерентных источников в оптике

У читывая вероятностный характер излучения, создание двух независимых когерентных источников практически невозможно. Поэтому в оптике используется множество методов разделения источника света. Многие оптические схемы были предложены Френелем.

1. Билинза Бийе.

2. Зеркало Френеля

3 . Зеркало Ллойда ( )

4 . Опыт Юнга

§ Таутохронизм оптических систем

Рассмотрим оптическое изображение предмета, получаемое с помощью оптической системы (линзы). Можно показать, что SKn_ср+KMn_л+nS n_ср=SCn_ср+СРn_л+РS n_ср. Аналогичное выражение можно записать для любой пары лучей. Следовательно, линза не вносит дополнительной разности хода, а отсюда в свою очередь, лучи, прошедшие через линзу называют таутохромными.

В общем, случае получение изображения в линзе есть интерференционный эффект, т.е. получение интенсивного максимума S’ обусловлено взаимным усилением волн, прошедших по таутохромным путям, для любой другой точки пространства оптические пути не эквивалентны Усиление света не происходит.

§Расчёт интерференционной картины от 2 когерентных источников

1. Точечные источники. Результат интерференции определяется в первую очередь разностью фаз. Однако, т.к. разность фаз на практике не регистрируется, вместо неё удобнее использовать оптическую разность хода Расчет интерференции оптических систем сводится к расчету оптической разности хода (r₁ и r₂). И спользуем треугольники S₁PM и S₂PL:

(т.к. h D)

– геометрическая разность хода

это выражение на n, получим оптическую разность хода n_ср – расстояние до некоторой точки интерференционной картины

Ex.:

Определим ширину интерференционного максимума, как расстояние , между двумя соседними линиями: .

Ширина интерференционной полосы: .

М асштаб интерференционной картины будет зависеть от расстояния между источниками. Чем меньше тем крупнее наблюдаемая картина это определяет малые углы и расстояния в схемах деления источников. «-» – можно опускать, так как картинка симметричная.

2. Источники конечных размеров.

До сих пор мы рассматривали точечные источники. В реальных системах источники имеют конечные размеры, следовательно, волны, пришедшие с разных концов в точку Р сдвинуты по фазе друг относительно друга, что приводит к размыванию интерференционной картины, следовательно возникают ограничения на размер источника. Интерференционная картина от протяженного источника остается достаточно резкой, если точки S₀ и В₀ будут сдвинуты на величину и пропадает при смещении . Максимумы будут налагаться на минимумы и так далее. условие наблюдения интерференционной картины: сдвиг картины даваемый центральной и периферийными частями не более SP и S₀ В₀ :

= , ;

Условие наблюдения интерференции от источника конечных размеров.

Ч ем меньше апертура, тем от большего источника можно наблюдать интерференцию. Интерференционную картину можно наблюдать и с помощью не монохроматического источника, в этом случае при одинаковой разности хода, для разных длин волн будет происходить смещение максимумов и минимумов различных цветов. Далее от центра возможно перекрывание максимумов! Интенсивность уменьшается.