1. Световая волна. Показатель преломления среды. Принцип Ферма.
Под световой волной
понимается э/м волна, физ. св-ва которой
определяются вектором напряженности
.
n=c/v; n=
;
=
dL=ndS – оптическая длина пути
Принцип Ферма: свет распространяется по такому пути, для прохождения которого требуется минимальное время.
2. Когерентность. Временная и пространственная когерентность.
Модуль среднего по времени значения плотности потока энергии, переносимого волной, называется интенсивностью света в данной точке пространства.
;
Когерентность – согласованное протекание нескольких колебаний и волновых процессов.
Рассмотрим сложение когерентных колебаний и получим конечное значение интенсивности таких колебаний.
;
;
;
;
Интерференция – результат наложения световых потоков, приводящих к перераспределению интенсивности света в пространстве.
Если свет некогерентный, то в световых потоках фазы
принимают различные значения
(равновероятные). <cos
>=0;
Если свет когерентный, т. е. амплитуды равны,
;
Длина когерентности
Свет распространяется
в узком канале, площадью поперечника
можно пренебречь. Время, в течение
которого случайные отклонения фазы
колебаний от стандартной величины
достигают
,
называется временем когерентности.
Длина – расстояние, которое проходит
волна за время когерентности.
Пусть излучается
волна с частотой
,
тогда
;
;
;
;
Радиус когерентности
– расстояние в поперечнике потока, на
котором случайные отклонения фазы
достигают
.
Для Солнца
=500
км,
0,05
нм.
3. Интерференция от двух источников. Опыт Юнга
Ширина полосы интерференции – координатная разность соседних линий.
Число полос определяется длиной когерентности излучения
-длина
когерентности
Основное требование: разность хода для мах интенсивности не должна превышать длины когерентности излучения
4
.
Интерференция на тонких пленках. Кольца
Ньютона
При отражении
света от более плотной среды происходит
изменение фазы колебаний светового
вектора на
,
что эффективно следует приобретению
разности хода
Рассмотрим образование колец Ньютона в отраженных лучах
5. Многолучевая интерференция
Ограничимся частным случаем с интерференцией N волн в одинаковыми А. Разность фаз между соседними волнами одинакова и равна .
6. Принцип Гюйгенса-Френеля. Дифракция Френеля и дифракция Фраунгофера.
Дифракция – совокупность явлений, наблюдаемых при распространении света в среде с различными неоднородностями (огибание световыми волнами малых препятствий).
П
ринцип
Гюйгенса: каждая точка среды пространства,
до которой дошла волна становится
источником вторичных сферических волн.
Дана волновая поверхность, определить напряжение Эл. поля на расстоянии r.
-
спец. ф-ия, которая характеризует каждый
излучатель
-
волновое число
Принцип Гюйгенса-Френеля: принцип Гюйгенса как качественная основа + количественное дополнение Френеля.