Вопросы по физике 04.

Вопрос №1. Электромагнитная природа света. Интерференция световых волн. Когерентность. Способы получения интерференционных картин.

Свет имеет сложную природу: представляет собой единство противоположных видов движения – корпускулярного (квантового) и волнового (электромагнитного). Длительный путь развития привел к современным представлениям о двойственной корпускулярно-волновой природе света. Согласно М.Планка излучение и поглощение света происходит определенными квантами: ₀=h, h – постоянная Планка, - частота. Согласно Эйнштейна излучение и распространение света происходит в виде потока световых квантов – фотонов m_ф=₀/c₂=h/c₂=h/c – масса фотона. Эти выражения связывают корпускулярные хар-ки излучения – массу и энергию кванта – с волновыми – частотой колебаний и длиной волны. Т.о., свет представляет собой единство дискретности и непрерывности, что находится в полном соответствии с выводами материалистической диалектики.

Интерференция – пространственное перераспределение светового потока, в результате чего в одних местах возникают max, в др. – min интенсивности. Для получения когерентных световых волн применяют метод разветвления волны, излучаемой одним источником, на две части, кот. после накладываются друг на друга и наблюдается интерфер.картина.

=(s₂/v₂–s₁/v₁)=(2/₀)*(s₂n₂–s₁n₁)=(2/₀)*(L₂-L₁)=(2/₀)*∆ - разность фаз колебаний, ∆ - оптическая разность хода, L – оптич.длина пути.

Если ∆=+-(m₀) (m=0,1,2,..), то =+-(2m) и колебания будут происходить в одинаковой фазе – усл. max.

Если ∆=+-(2m+1)*₀/2 (m=0,1,2,..), то =+-(2m+1) и колебания будут происходить в противофазе – усл. min.

Необходимым условием интерференции явл. их когерентность (согласованное протекание во времени и пространстве нескольких колебательных или волновых процессов).

Длина когерентности (цуга): l_ког=cτ_ког. Наблюдение интерференции света возможно только лишь при оптических разностях хода, меньших длины когерентности для используемого источника света.

1)Метод Юнга. Источник света – ярко освещенная щель S, от которой световая волна падает на две узкие равноудаленные щели S1 и S2, параллельные щели S. S1 и S2 – когер.источники. 2) Зеркала Френеля. Свет от источника S падает расходящимся пучком на два плоских зеркала А1О и А2О, расположенных относительно друг другя под углом, лишь немного отличающимся от 180⁰. Интерф.картина – на Э, защищенном от прямого попадания света заслонкой. 3) Бипризма Френеля. Состоит из двух одинаковых, сложенных основаниями призм с малыми преломляющимися углами. Свет от источника S преломляется в обеих призмах, в рез-те чего за бипризмой распространяются световые лучи, как бы исходящие из мнимых источников S1 и S2, явл-ся когер-ми. На поверхности Э – наложение когер.пучков и наблюд.интер-ия. 4) От двух источников. Две узкие параллельные щели, расположенные близко друг к другу. S1 и S2 на расстоянии d и явл. когер-ми. Инт-ия наблюдается в произвольной точке А экрана, параллельного обоим щелям и расположенного от них на расстоянии l, l>>d.