- •20. Пространственная и временная когерентность волны
- •21. Интерференция света при отражении от тонких пластинок
- •22. Кольца Ньютона
- •23. Интерферометр Жамена
- •24. Постулаты Френеля
- •Дифракция плоских волн на одиночной щели
- •26. Дифракция на регулярной (периодической) структуре
- •27. Спектральное разрешение. Критерий Рэлея Спектральное разрешение
23. Интерферометр Жамена
РИС.31-5
Второй и третий лучи накладываются друг на друга. Разность хода в них: .
Если пластинки установлены параллельно, то и.
Если угол между пластинками мал (), угол падения, показатель преломления стекла ~1.5, то разность хода может быть записана в виде.
Пластинки делают толстыми, чтобы разнести лучи 1 и 2 друг от друга.
Если поместить на пути одного из лучей интерферометра слой толщиной вещества с показателем преломления, иным чем у воздуха, разность хода интерферирующих лучей будет.
Если разность хода выразить в длинах волн, то вся интерференционная картина сместится на полос, т. е..
Реально можно заметить смещение на 1/10 полосы. Если =10 см,=5000Å=510-5см, то- регистрируются столь малые изменения!!!
24. Постулаты Френеля
Явления интерференции служат доказательством волновой природы света. Последовательный подход состоит в описании процесса интерференции или (и) дифракции электромагнитных волн (света) на основе сугубо волновых свойств
- принцип Гюйгенса-Френеля; он же позволяет объяснить явление прямолинейного распространения света.
Исходно: Гюйгенс (1690) по аналогии со звуком рассматривал распространение света в эфире. Каждая точка эфира – источник волны.
Френель дополнил принцип Гюйгенса идеей об интерференции вторичных волн.
РИС.32-1
Действие в точке от источникатождественнодействию в точкеот виртуальных источников.
Постулат Френелякасается выбора виртуальных источников.
Каждую точку поверхности следует рассматривать как источник, амплитуда и фаза которого равны амплитуде и фазе колебания, производимого в точкеволной, дошедшей до этой точки из источника.
Все виртуальные источники, следовательно, когерентны. Значит, задача о действии источника в точке эквивалентна задаче об интерференции вторичных волн.
Выбор источников однозначно решается путем задания поверхности - значит, нужно выбрать (назначить) эту поверхность наиболее удобным для расчетов способом.
Поверхность – сфера:
экран
P S на экране
нуль
РИС.32-2
В соответствии с современными представлениями ближнее поле зависит от материалаэкрана. Гипотеза Френеля не самоочевидна вблизи краев экрана.
Действие в точке наблюдения определяется тем, сколько зон Френелязакрывает экран.
Способ вычисления:
Площади всех зон Френеля одинаковы (при ).
Действия соседних зон противоположны: сдвиг фаз на , или на.
Чем больше номер зоны, тем меньше эффект, .
Необходимо, чтобы выполнялось условие 3).
Амплитуда волны в точке наблюдения определяется как сумма ряда:
- прямолинейное распространение света.
Зональная пластинка: чтобы увеличить интенсивность в точке наблюдения, нужно закрыть все зоны какой-нибудь одной четности.
Если все открыты, то интенсивность .
Если открыты нечетные, то .
Если открыты четные, то .
Подтверждение – закрывание пучка экраном.
Если никакого препятствия нет, то амплитуда в точке наблюдения .
Экран закрывает первых зон Френеля, и действие в точке наблюдения будет
Во всех случаях, при любом диаметре закрывающего диска, в центре (в точке наблюдения) будет светлое пятно.