Закон прямолинейного распространения света : свет в оптически однородной среде распространяется прямолинейно
жүктеу/скачать 0,78 Mb.
|
Лекция 12
| Интерференция света - такое сложение световых волн, в результате которого образуется устойчивая картина их усиления и ослабления. Необходимое условие интерференции волн - их когерентность – при одинаковой частоте постоянную разность фаз. Этому условию удовлетворяют только монохроматические волны.
Ни один реальный источник не дает строго монохроматического света, поэтому на опыте не наблюдается интерференция света от двух независимых источников, например, от двух электрических лампочек. Для световых волн, как и для любых других справедлив принцип суперпозиции. Так как свет имеет электромагнитную природу, то применение этого принципа означает, что результирующая Е электрического (магнитного) поля двух световых волн, проходящих через одну точку, равна векторной сумме напряженностей электрических (магнитных) полей каждой из волн в отдельности. Рассмотрим две монохроматические световые волны (х - Е или H) х1 = Аcos(ωt+φ1) х2 = Аcos(ωt+φ2) которые накладываясь друг на друга в какой-то определенной точке возбуждают колебания одинакового направления. Амплитуду результирующего колебания находим путем геометрического сложения амплитуд исходных колебаний Волны когерентны и, следовательно, имеет постоянное во времени значение, поэтому J ≈ A2 , где J - интенсивность света Когерентные световые волны можно получить применяя метод разделения волны, излучаемой одним источником на две части, которые после прохождения разных оптических путей накладываются друг на друга и наблюдается интерференционная картина их усиления или ослабления. Произведение геометрической длины пути d световой волны в данной среде на показатель преломления n этой среды называется оптической длиной пути или оптической разностью хода лучей Δd = nd2 -nd1 - оптическая разность хода Если оптическая разность хода равна целому числу волн, то наблюдается - максимум интерференции Если оптическая разность хода равна нечетному числу длин полуволн, то - минимум интерференции где k = 0,1,2… В природе часто можно наблюдать радужное окрашивание тонких пленок (масляные пленки на воде, мыльные пузыри), возникающие в результате интерференции света, отраженного двумя поверхностями пленки. p Пусть на плоскопараллельную прозрачную пленку с показателем преломления n и толщиной d под углом i падает плоская монохроматическая A волна (для простоты рассмотрим один луч). i i На поверхности пленки в точке О луч разделится i на две части: частично отразится и частично 0 преломится. В d Преломленный луч, дойдя до точки С частично n преломится в воздух (n0=1), частично отразится С и пойдет к точке В. Здесь он опять частично отразится и преломится, выходя в воздух под углом i. Вышедшие из пленки лучи 1 и 2 когерентны. Если на их пути поставить собирающую линзу, то они сойдутся и дадут интерференционную картину. Дифракция - огибание волнами препятствий, встречающихся на их пути или отклонение распространения волн вблизи препятствий. Явление дифракции объясняется с помощью принципа Гюйгенса: каждая точка, до которой доходит волна, служит центром вторичных волн, а огибающая этих волн дает положение волнового фронта в следующий момент времени. Различают дифракцию Френеля и Фраунгофера. Дифракция Френеля – дифракция сферических волн или дифракция на круглом отверстии и на диске. Дифракция Фраунгофера – дифракция плоских световых волн или дифракция в параллельных лучах. Рассмотрим дифракцию Фраунгофера от бесконечно длинной щели. Пусть плоская монохроматическая волна падает нормально плоскости узкой щели шириной а. Оптическая разность хода между крайними лучами МС и ND идущими от щели в произвольном направ- лении φ Δ = NF = аsin φ – оптическая разность жүктеу/скачать 0,78 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|