Интерференция световых волн.
Пусть в точку приходят когерентные световые волны, возбуждающие когерентные колебания.
В этом случае
,
.
Значение будет зависеть от положения .
В некоторых точках пространства выполняется условие
,
.
В других точках
,
.
В остальных точках
.
Рассмотренное явление называется интерференцией световых волн.
Интерференцией света называется явление сложения когерентных световых волн, в результате чего в одних точках пространства возникают максимумы интенсивности света, а в других минимумы интенсивности света.
Явление интерференции возникает только при сложении когерентных световых волн, в которых колебания световых векторов происходят вдоль одного и того же направления.
Световые источники, создающие когерентные световые волны, называются когерентными световыми источниками.
Необходимым условием интерференции является когерентность световых волн, т.е.
,
,
,
.
Оптическая разность хода.
Пусть световая волна распространяется
в среде с абсолютным показателем
преломления
.
Найдем путь, который волна пройдет за
время
.
Для однородной и изотропной среды
,
.
Величина
Называется оптической длиной пути световой волны.
В вакууме
.
Пусть световая волна от источника
приходит в точку
,
пройдя путь длиной
в среде с
,
а световая волна от источника
приходит в эту же точку, пройдя путь
длиной
в среде с
.
Оптическая длина пути каждой волны равна
.
Оптической разностью хода называется величина
.
Для рассмотренных волн
.
Пусть источники и возбуждают волны одинаковой длины и имеют одинаковую начальную фазу.
Для точки запишем
,
.
Найдем разность фаз
где - длина световой волны в вакууме.
Условие максимумов и минимумов при интерференции световых волн от двух источников.
В дальнейшем будем рассматривать когерентные световые источники с одинаковыми начальными фазами.
П.1 Световые волны не испытывают отражения.
Две когерентные световые волны от когерентных световых источников и приходят в точку .
Световые векторы
и
совершают колебания вдоль одного и
того же направления. Запишем условие
максимумов интенсивности света в точке
в результате интерференции
,
Пусть
-
оптическая разность хода световых волн.
,
.
Максимум интенсивности
Для минимума интенсивности света
,
.
Минимум интенсивности света
,
Число
определяет порядок интерференционного
максимума или минимума соответственно.
2. Световая волна испытывает отражение.
Пусть световая волна от источника
на своем пути в точку
испытывает одно отражение в точке
.
Обозначим:
- абсолютный показатель преломления среды, в которой распространяется волна от ,
-
абсолютный показатель отражающей среды.
Пусть выполняется условие
.
В этом случае при отражении возникает скачок фазы
.
Обозначим оптическую разность хода
.
Разность фаз колебаний в точке
есть сумма разности фаз, обусловленный
оптической разностью хода
и скачка фазы
.
Запишем условие максимума интенсивности
,
,
.
Для минимума интенсивности
,
,
.
Если при отражении световой волны возникает скачок фазы на , который необходимо учитывать при интерференции, то в условиях для максимумов и минимумов интенсивности к оптической разности хода световых волн следует прибавить или отнять половину длины световой волны в вакууме.