1. Когерентные волны.

Согласованное протекание во времени и пространстве нескольких колебательных или волновых процессов связывают с понятием когерентности. Волны называются когерент­ными, если разность их фаз остается постоянной во времени. Очевидно, что когерент­ными могут быть лишь волны, имеющие одинаковую частоту.

Когерентность волн является необходимым условием получения устойчивой интерференционной картины.

Прерывистое излучение света атомами в виде отдельных коротких импульсов называется волновым цугом.

Средняя продолжительность одного цуга _ког называется временем когерентности. Когерентность существует только в пределах одного цуга, и время когерентности не может превышать время излучения, т. е. _ког<.

l_ког =с_ког (с – ск-ть света в вакууме)- длина когерентности (или длинацуга) есть расстояние, при прохождении которого две или несколько волн утрачивают когерент­ность.

Радиусом когерентности (или длиной пространственной когерентности) называется максимальное поперечное направлению распространения волны расстояние, на котором возможно проявление интерференции. Радиус когерентности

где  — длина волны света,  — угловой размер источника.

2. Интерференция световых волн.

При наложении двух (или нескольких) коге­рентных световых волн происходит пространственное перераспределение светового потока, в результате чего в одних местах возникают максимумы, а в других — мини­мумы интенсивности. Это явление называется интерференцией света.

Произведение геомет­рической длины s пути световой волны в данной среде на показатель n преломления этой среды называется оптическойдлинойпутиL,a = L₂ – L₁ — разность оптических длин проходимых волнами путей — называется оптическойразностью хода.

Если оптическая разность хода равна целому числу длин волн в вакууме

то  = ±2т - разность фаз колебаний, возбуждаемых волнами, и колебания, возбуждаемые обеими волнами, будут проис­ходить в одинаковой фазе. - Условие интерференционного максимума.

Если оптическая разность хода

то  = ±2(т+1), и колебания, возбуждаемые обеими волнами, будут происходить в противофазе. - Условие интерференционного минимума.

3. Дифракция волн.

Дифракцией называется огибание волнами препятствий, встречающихся на их пути, или в более широком смысле — любое отклонение распространения волн вблизи препятст­вий от законов геометрической оптики.

Явление дифракции, общее для всех волновых процессов, имеет особенности для света, а именно здесь, как правило, длина волны много меньше размеров d преград (отверстий). Поэтому наблюдать дифракцию можно только на достаточно больших расстояниях l от преграды

Дифракция света – это совокупность явлений, наблюдаемых при распространении света сквозь малые отверстия, вблизи границ непрозрачных тел и т.д., обусловленных волновой природой света.

Объясняется дифракция с помощью принципа Гюйгенса: каждая точка, до которой доходит волна, служит центром вторичных волн, а огибающая этих волн задает положение волнового фронта в следующий момент времени.

Пусть плоская волна нормально падает на отверстие в непрозрачном экране. Согласно Гюйгенсу, каждая точка выделяемого отверстием участка волнового фронта служит источником вторичных волн (в однородной изотропной среде они сферические). Построив огибающую вторичных волн для некоторого момента време­ни, видим, что фронт волны заходит в область геометрической тени, т. е. волна огибает края отверстия.