.Интерференция волн

Для того чтобы возникли волны необходимо наличие источников и среды в которых эти колебания распостраняются.

Пусть оба колебания происходят в одном направлении. Пусть:

т.О₁:

т.О₂:; упростим условие не меняя сути дела:

, Тогда

колебания самих источников

-разность фаз колебаний приходящих в т.О (8а) – условие максимального усиления колебаний в т.О, (9) – условие максимального усиления колебаний при интерференции колебаний, (8б) – условие максимального ослабления колебаний, (8а) – условие максимального ослабления в случае 2-х когерентных колебаний

Пусть имеется 2 когерентных источника Найдется ли такая же точка (как т.О) В которой наблюдалось то же самое?

Ответ существуют и все они лежат на гиперболической поверхности

Обычно интерференционный эффект наблюдается на экране

Нулевая полоса на экране Э₁ будет прямой. На экране Э₁ формируются

Интерференционные полосы с нулевой центральной полосой. Эта нулевая полоса

Оказывается нулевой, а полосы соседних порядков слегка искривляются.

Э₂ представляет собой плоскость перпендикулярную к прямой проходящей через источники. На Э формируются интерференц. полосы в виде колец более высоких порядков, причём радиусы колец возрастают с уменьшением порядка

Интерференция световых волн.

М ожно ли осуществить две независимых когерентных тепловых источника света. Нет невозможно т.к. в каждой из тепловых источников возникают и гаснут отдельно светящиеся точки т.е. близкорасположенные группы атомов и длительность τ ~10^-8 и группы эти хаотически меняются как в этом так и в том, и сдвиг фаз тоже меняется хаотически Т.о. осуществить независимые когерентные источники невозможно. В первые источники согласованного излучения (лазеры) появились в1960 г. Приборы, в которых достигалось интерференция света были созданы на целые столетия раньше, когда независимых когерентных источников не существовало.

Как же работают приборы – интерферометры.

Во всех классических интерферометрах используют не два источника или несколько независимых источников, а один и тот же. Но пучок света от этого единственного источника при помощи устройства – интерферометра делят на 2 или более частей

Однако достижение когерентности двух перекрываемых пучков имеет место только при соблюдении 2-х достаточно жестких условий когерентности: условие пространственной когерентности и условие временной когерентности. Двухлучевая интерференция

Рассмотрим несколько простейших классических интерференционных схем.

1.Бипризма Френеля.

2.Зеркала Френеля

3.Зеркало Ллойда

4. Бипризма Бийе.

5.Схема Юнга.

6.Схема Поля.

Условие пространственной когерентности

Предположим, что реальный источник света испускает лучи строго определенной длины волны λ₀=const. Такие источники называются монохроматическими, но пусть монохр. источник имеет опред. протяженностью. Любой реальный источник имеет длину и ширину.

A^//

В какой-то момент светится т. А реального источника т.е. светятся т. А' и А" мнимых источников, при этом формируется интерф. картина в виде сплошной кривой в другой момент светится т.В реального источника, т.е. т. А' и А" мнимых изображений. А эти т. смещены на ширину источника l возникает контрастная картина на экране, которое смещено вниз на величину l. В 3-й момент светится промежуток т. С и наблюдается смещение на меньшее расстояние. В результате таких мельканий со смещением которые происходят с огромной частотой контрастность картины, которая воспринимается глазом усредненно ухудшается и при некоторых размерах источника картина исчезает совсем (размывается).

Расчет приводит к формуле

(10) –условие возникновения картины хорошей контрастности. 2u –апертура, l-ширина щели, λ – длина волны. Чем меньше размеры источника тем лучше контрастность – это условие называется условием пространственной когерентности.