Интерференция световых волн. Когерентность

Июль 25, 2022

Главная
Физика
Интерференция световых волн. Когерентность

Содержание

2. Основной принцип интерференционных схем Если разность хода световых волн от источника до точки наблюдения не превышает
3. Условие возникновения интерференционных максимумов Δ = mλ ,m = 0,±1,±2,±… . В точках , для которых
4. Ширина интерференционной полосы
5. Для максимумов xm = mλl/d При переходе к соседнему максимуму т меняется на единицу и х
6. Распределение интенсивности I0 -интенсивность в максимумах, в минимумах - I=0 При интерференции различают длину и ширину
7. Длина когерентности m-максимальный порядок интерференции, соответст-вующий еще видимой светлой полосе.
8. Для солнечного света Для лучших (не лазерных) источников света удалось получить порядка нескольких десятков сантиметров. Лазеры
9. На рисунке положения максимумов для длин волн, соответствующих крайним значениям спектрального интервала (λ,λ +Δλ) показаны сплошными
11. Значение т связано с длиной когерентности как Отсюда следует, что Из рисунка видно, что полосы исчезнут
12. Здесь т — предельный порядок интерференции, начиная с которого полосы исчезают. Отсюда m ≈ λ/Δλ λ/Δλ
13. На этом рисунке показана часть симметричного распределения интенсивности в интерференционной картине от двух щелей (аналог опыта
14. Для получения интерференционной картины необходимо, чтобы оптическая разность хода складываемых колебаний была меньше длины когерентности: Длина
15. - угловая ширина щели S относительно диафрагмы с двумя щелями Условия наблюдения устойчивой интерференционной картины с
16. Интерференционные схемы Интерференция света при отражении от тонких пластинок Оптическая разность хода волн 1 и 2
17. Интерференционные схемы Бипризма Френеля. Ширина интерференционных полос Максимальное число N -число возможных полос интерференции на экране
18. Максимумы на экране располагаются в местах, соответствующих условию:
19. Полоса данного порядка интерференции обусловлена светом, падающим на пластинку под одним и тем же углом θ,
20. Отраженные от поверхностей клина световые волны распространяются не в одном направлении, а под некоторым углами Клиновидные
21. Так как разность хода лучей, отразившихся от различных участков клина, неодинакова, в области локализации интерференции появятся
22. Кольца Ньютона — это кольцевые полосы равной толщины, наблюдаемые при отражении света от поверхностей зазора между
24. Скачать презентацию

Слайд 2

Основной принцип интерференционных схем
Если разность хода световых волн от источника

до точки наблюдения не превышает некоторой характерной длины, называемой длина когерентности, то случайные изменения амплитуды и фазы световых колебаний в двух волнах происходят согласованно (когерентно), и наблюдается интерференционная картина, например система чередующихся светлых и темных полос.

Слайд 3

Условие возникновения интерференционных
максимумов
Δ = mλ ,m = 0,±1,±2,±…

В точках , для которых Δ равно полуцелому числу длин волн, образуются минимумы.
Δ = (2m+1)λ/2 , m = 0,±1,±2,±… .

В среде с показателем преломления п
оптическая разность хода интерферирующих волн:
Δ = n(r2 – r1).

Слайд 4

Ширина интерференционной полосы

Слайд 5

Для максимумов xm = mλl/d
При переходе к соседнему максимуму

т меняется на единицу и х — на величину Δх ,которую называют шириной интерференционной полосы
Δx = λl /d илиΔx = λ /Ψ ,
Ψ— угол, под которым видны оба источника из центра экрана, Ψ = d / l
Ширина интерференционных полос

Слайд 6

Распределение интенсивности
I0 -интенсивность в максимумах, в минимумах -
I=0
При интерференции различают

длину и ширину когерентности..

Опыт Юнга

Слайд 7

Длина когерентности
m-максимальный порядок интерференции, соответст-вующий еще видимой светлой полосе.

Слайд 8

Для солнечного света
Для лучших (не лазерных) источников света удалось

получить порядка нескольких десятков сантиметров.

Лазеры позволили получить излучение
метров (и даже нескольких километров!).

порядка сотен

Слайд 9

На рисунке положения максимумов для длин волн, соответствующих крайним значениям спектрального

интервала (λ,λ +Δλ) показаны сплошными отрезками — для λ и пунктирными для λ +Δλ .

Слайд 10

Слайд 11

Значение т связано с длиной когерентности как
Отсюда следует, что
Из рисунка

видно, что полосы исчезнут там, где

здесь т — предельный порядок интерференции, начиная с которого полосы исчезают. Отсюда

Величина характеризует степень монохро-матичности света: чем она больше, тем больше и степень монохроматичности.

Слайд 12

Здесь т — предельный порядок интерференции, начиная с которого полосы исчезают.

Отсюда

m ≈ λ/Δλ

λ/Δλ степень монохроматичности света

Найденное значение т связано с длиной когерентности как

Отсюда следует, что

Слайд 13

На этом рисунке показана часть симметричного распределения интенсивности в интерференционной картине

от двух щелей (аналог опыта Юнга). Длина волны используемого света 0,5 мкм. Ширина интерференционной полосы

Угловое расстояние

= 0,5 ∙10-3мм / 0,2 мм = 2,5∙10 -3 рад.

Наибольшему максимуму соответствует m = 0 (третий максимум слева). Следующих максимумов (порядков интерференции), как видно из рисунка, равно 8.Значит длина когерентности

Слайд 14

Для получения интерференционной картины необходимо, чтобы оптическая разность хода складываемых колебаний

была меньше длины когерентности:

Длина когерентности связана с временем когерентности τ − промежутком времени, в течение которого случайные изменения фазы световой волны в данной точке значения π. За это время волна распространяется на расстояние

Наибольшему максимуму соответствует m = 0 (третий максимум слева). Следующих максимумов (порядков интерференции), как видно из рисунка,8.Значит длина когерентности

Слайд 15

- угловая ширина щели S относительно диафрагмы с двумя щелями

Условия наблюдения устойчивой интерференционной картины с достаточно хорошей видностью полос.

Ширина когерентности.

Слайд 16

Интерференционные схемы

Интерференция света при отражении от тонких пластинок
Оптическая разность хода

волн 1 и 2

Максимумы отражения наблюдаются при условии,

Плоскопараллельная тонкая пластинка

Слайд 17

Интерференционные схемы
Бипризма Френеля.

Ширина интерференционных полос
Максимальное число N -число возможных полос

интерференции на экране

Слайд 18

Максимумы на экране располагаются в местах, соответствующих условию:

Слайд 19

Полоса данного порядка интерференции обусловлена светом, падающим на пластинку под одним

и тем же углом θ, но с разных направлений.
Поэтому такие полосы называют полосами равного наклона.
При расположении линзы как показано на рисунке, эти полосы имеют вид концентрических колец с центром в ее фокусе F.

В белом свете интерференционные полосы окрашены.

Слайд 20

Отраженные от поверхностей клина световые волны распространяются не в одном направлении,

а под некоторым углами

Клиновидные пластинки

Слайд 21

Так как разность хода лучей, отразившихся от различных участков клина,

неодинакова, в области локализации интерференции появятся светлые и темные полосы, параллельные ребру клина.
Каждая из таких полос возникает в результате отражений от участков клина с одинаковой толщиной, поэтому их называют полосами равной толщины.

Слайд 22

Кольца Ньютона — это кольцевые полосы равной толщины, наблюдаемые при

отражении света от поверхностей зазора между стеклянной пластинкой и соприкасающейся с ней выпуклой линзой

Интерференция световых волн. Когерентность

Содержание

Основной принцип интерференционных схем Если разность хода световых волн от источника

Условие возникновения интерференционных максимумов Δ = mλ ,m = 0,±1,±2,±…

Ширина интерференционной полосы

Для максимумов xm = mλl/d При переходе к соседнему максимуму

Распределение интенсивностиI0 -интенсивность в максимумах, в минимумах -I=0 При интерференции различают

Длина когерентностиm-максимальный порядок интерференции, соответст-вующий еще видимой светлой полосе.

Для солнечного света Для лучших (не лазерных) источников света удалось

На рисунке положения максимумов для длин волн, соответствую­щих крайним значениям спектрального

Значение т связано с длиной когерентности какОтсюда следует, чтоИз рисунка

Здесь т — предельный порядок ин­терференции, начиная с которого полосы исчезают.