Дәріс №3. Жарық интерференциясы. Тербелістер мен толқындардың когеренттілігі. Жарық интерференциясын бақылау әдістері. Оптикалық жарық жолы. Жарықтың жұқа пленкаларда интерференциялануы.
Жарықтың толқындық табиғаты интерференция құбылысынан айқын білінеді. Бұл құбылысты табиғи жағдайда жиі байқауға болады. Мысалы, суға тамған май мен мұнай кілегейлеріне, сабын көпіршіктеріне және слюданың жұқа қабыршағына күн сәулесі түскенде, олардың беттері қызыл – жасыл болып құлпырып тұрады. Мұнда жолақтардың түрлі түсті болуы көпіршік пен сұйыққа ақ жарық түскендіктен болады. Егер сабын көпіршігіне түсетін ақ жарықтың жолына жасыл шыны қойылса, онда көпіршіктің бетінде тек аралықтары қара- қоңыр жасыл жолақтар байқалады. Басқаша айтқанда, жұқа пленканың бетіне бір түсті (монохромат) жарық түсірілсе, сонда аралары қара – қоңыр жолақпен бөлінген бір түсті жолақтар байқалады, бірақ олардың жарықталынуы бірдей болмайды. Осындай жарық және қара – қоңыр жолақтардың пайда болуы – жұқа пленка беттерінен шағылған жарық толқындары бір – бірімен қосылысқанда олардың бірін – бірі күшейту немесе әлсірету себебінен болады. Бұл құбылыс жарықтың интерференциясы деп аталады. Интерференция құбылысы тек жарық толқындарына ғана тән емес, мысалы, су бетімен таралған толқындар да, дыбыс толқындары да интерференцияланады. Осындай механикалық толқындардың интерференциясы жалпы толқындар теориясында қарастырылады. Бұл жөнінде біз тек мынаны еске саламыз. Егер бір система толқындарының өркештері мен сайлары екінші система толқындарының өркештері мен сайларына дәл келсе (фазалары бірдей болса), онда толқындар системасы бірін – бірі күшейтеді, ал керісінше, біреулерінің өркештері екіншілерінің сайларына дәл келсе (фазалары қарама – қарсы болса), онда толқындар бірін – бірі әлсіретеді. Осындай интерференциялық бейнелер байқалу үшін кеңістіктің әрбір нүктесінде қосылатын толқындар фазаларының айырмасы бақылау кезінде өзгермеуі, яғни тұрақты болуы тиіс. Осындай фазаларының айырмасы уақытқа байланысты өзгермейтін толқындар когерент толқындар деп аталады. Осыған сай когерент толқындар шығаратын толқын көздері когерент көздер делінеді. Механикалық толқындар таралатын тербеліс көздерін өзара когерент етіп алуға болады. Бірақ екі жарық көзі когерент бола алмайды. Өйткені жарық толқындарын белгілі бір процесс болғанда заттың атомдары немесе молекулалары шығарады. Зерттеу нәтижелеріне қарағанда әрбір атом (не молекула ) өте аз уақыт, шамамен секундтай ғана үздіксіз жарық шығарып тұрады, одан соң оның жарық беруі тоқталады. Бірақ ондай атомдар біраз уақыт өткен соң тағы да жарық бере бастауы мүмкін, сонда бұл жаңа шыққан жарық толқындары мен алғашқы жарық толқындарының фазаларының ешбір байланысы болмайды.
Жарықтың интерференция және дифракция құбылыстарының негізгі қасиеттерін жарықты тек толқындық процесс деп қарап, оның электромагниттік тербеліс екендігін айтпай – ақ ұғынуға болады. Жарық интерференциясын бақылау әдістері.
Бақылау сұрақтары
1. Юнгтің тәжірибесі.
2. Френельдің қос айнамен жасаған тәжірибесі.
3. Френельдің бипризмамен жасалған тәжірибесі.
4. Жарықтың жұқа пленкаларда және пластинкаларда интерференциялануы.
Достарыңызбен бөлісу: |
