90.Інтерференція світла.Когерентність світлових хвиль.

Хвильові властивості світла найчіткіше проявляють себе в явищах інтерференції та дифракції. Інтерференція світла — перерозподіл інтенсивності світла в результаті накладення (суперпозиції) декількох світлових хвиль. Це явище супроводжується чергуванням в просторі максимумів і мінімумів інтенсивності. Її розподіл називається інтерференційною картиною.Особливо цікавим є випадок інтерференції в тонкому повітряному шарі, відомий під назвою кілець Ньютона. Цю картину можна спостерігати, коли опукла поверхня малої кривизни дотикається в деякій точці до пласкої поверхні добре відполірованої пластинки, так щоб повітряний прошарок поступово ставав товстішим від точки дотику до країв. Якщо на таку систему приблизно перпендикулярно до поверхні пластинки падає пучок монохроматичного світла, то світлові хвилі, відбиті від верхньої та нижньої границь повітряного прошарку, будуть інтерферувати між собою. При цьому спостерігатиметься така картина: у точці дотику спостерігають чорна пляма, оточене рядом концентричних світлих і темних кілець, що поступово звужуються.

Когере́нтність — це властивість хвилі зберігати свої частотні, поляризаційні й фазові характеристики. Здатність світла утворювати нерухому інтерференційну картину. Когерентність світла пояснюють постійним у часі співвідношенням між фазами світлових хвиль, що створює можливість отримання інтерференції. Когерентні промені одержують від того самого джерела. Розрізняють повну і часткову когерентність світла. Повна когерентність настає тоді, коли контраст інтерференційної картини ідеальний, тобто мінімальна інтенсивність світла в області тіні дорівнює нулю; часткова — якщо контраст не ідеальний. Якщо контраст відсутній, то світло цілком некогерентне. Умовою когерентоності хвиль є незмінюваність у часі різниці між фазами коливань у них, що можливо лише тоді, коли хвилі мають однакову довжину (частоту). Завдяки когерентності хвиль виникають інтерференційні явища. Поняття плоскої монохроматичної хвилі, яке часто використовується в фізиці є абстракцією.

91.Дифракція світла.

Дифра́кція — явище, що виникає при поширенні хвиль. Застосування методу Френеля дозволяє передбачувати і пояснювати особливості поширення світлових хвиль тоді, коли частина фронту хвилі перестає діяти внаслідок того, що світло поширюється між перешкодами, які прикривають частину фронту хвилі. Ці явища огинання перешкод (екранів і країв діафрагм) називають явищами дифракції. Явище дифракції світла наглядно підтверджує теорію корпускулярно-хвильової природи світла.Спостерігати дифракцію світла важко, оскільки хвилі відхиляються від перешкод на помітні кути лише за умови, що розміри перешкод приблизно дорівнюють довжині хвилі світла, а вона дуже мала.Уперше, відкривши інтерференцію, Юнг виконав дослід з дифракції світла, за допомогою якого були вивчені довжини хвиль, що відповідають світловим променям різного кольору. Вивчення дифракції отримало своє завершення в працях Огюстена Френеля, який і побудував теорію дифракції, що в принципі дозволяє розраховувати дифракційну картину, яка виникає внаслідок огинання світлом будь-яких перешкод. Таких успіхів Френель досягнув, об'єднавши принцип Гюйгенса з ідеєю інтерференції вторинних хвиль. Принцип Гюйгенса формулюється так: дифракція виникає внаслідок інтерференції вторинних хвиль.

92.Дифракція Френеля Дифракція Френеля - дифракційна картина, яка спостерігається на невеликій віддалі від перешкоди, в умовах, коли основний вклад у інтерференційну картину дають границі екрану. Внаслідок дифракції світло, яке проходить через отвір розходиться, тож область, яка була б тінню згідно з геометричною оптикою, буде частково освітленою. Натомість в області, яка при прямолінійному розповсюджені світла була б освітленою, спостерігатимуться коливання інтенсивності освітлення у вигляді концентричних кілець.Дифракційна картина у випадку дифракції Френеля залежить від віддалі між екранами й від розташування джерела світла. Її можна розрахувати, вважаючи, що кожна точка у перетині апертури випромінює сферичну хвилю згідно з принципом Гюйгенса. У точці спостереження (на другому екрані) хвилі або підсилюють одна одну або гасяться в залежності від різниці ходу.

На малюнку показано розподіл інтенсивності світла при дифракції на краю плоского екрана. Світло частково заходить у область геометричної тіні (від'ємні координати), а в області проходження його інтенсивність осцилює.