Волновая оптика. Интерференция света. Лекция 1

Интерференция света Лекция 1

Близнюк Владимир Васильевич

Содержание

1.1. Интерференция световых волн. Условие максимума и минимума интерференции. Когерентные волны.

1.1. Интерференция световых волн. Условие максимума и минимума интерференции. Когерентные волны.

Явление наложения световых волн называется интерференцией

Интерференция волн на ванне

В – ванна с водой
Вб – вибратор
Н -

Плоские монохроматические электромагнитные волны

из уравнений Максвелла

(1.1.1)

(1.1.2)

где E0   –  амплитуда напряженности электрического

Виды волн

(1.1.3)

(1.1.6)

(1.1.5)

(1.1.4)

(1.1.7)

(1.1.8)

(1.1.9)

Условие максимума и минимума интерференции

Условие интерференционного максимума

Условие интерференционного минимума

(1.1.10)

(1.1.11)

∆ =

1.2. Когерентность и монохроматичность

Определение

Когерентность - согласованное протекание во времени и пространстве нескольких колебательных

Время когерентности

Время когерентности – время, по истечении которого разность фаз волны

Длина когерентности

где – длина когерентности (длина гармонического цуга, образующегося в процессе

Длина когерентности

- расстояние, при прохождении которого две или несколько волн

Чем ближе волна к монохроматической, тем меньше ширина  и тем больше

- когерентность колебаний, определяемая степенью монохроматичности волн, которые совершаются в одной

Условие неразличимости интерференционной картины

(1.2.3)

Радиус когерентности

Радиус когерентности - максимальное, поперечное направлению распространения волны расстояние,

Условия когерентности

1. Волны, приходящие в точку О, должны иметь одинаковую

Экспериментальные методы получения когерентных пучков из одного светового пучка

1.3. Методы наблюдения интерференции

1.3.1. Опыт Юнга

Интерференционная схема, полученная методом Юнга

Рис. 1.3.

Интерференционная схема, полученная методом Юнга

(1.3.1)

Рис. 1.4

Интерференционная схема, полученная методом Юнга

Максимумы интенсивности

Минимумы интенсивности

Расстояние между двумя

1.3.2. Бипризма Френеля

Бипризма Френеля

используют призму с углом при вершине, близким к 180°

Источником света

Бипризма Френеля

Рис. 1.6.

Л.Г. — лазер, Б.Ф. — бипризма Френеля,
Л.

1.4. Интерференция в тонких пленках

1.4.1. Опыт Поля

Опыт Поля

Рис. 1.7.

Опыт Поля

- свет от источника S отражается двумя поверхностями тонкой

Мыльная плёнка

Рис. 1.8.

П.Ф. — проектирующий фонарь,
К. — закреплённое в

1.4.2. Кольца Ньютона

Кольца Ньютона

Кольцевые полосы равной толщины,
наблюдаемые в воздушном зазоре
между линзой со сферической
поверхностью

Кольца Ньютона

Радиус m-го темного кольца

Рис. 1.9.

(1.4.4)

(1.4.3)

(1.4.2)

(1.4.1)

Кольца Ньютона

Рис. 1.10. Кольца Ньютона в отраженном и проходящем свете 

П.Ф. —

Полосы равной толщины

      Разность хода лучей, отразившихся от различных участков клина, будет

Полосы равного наклона получаются при освещении пластинки постоянной толщины (b=const) рассеянным

Интерферометр Майкельсона

Рис. 1.12.

з1 и з2 — зеркала,
Р1 — полупрозрачное зеркало (ппз),
1

1.5. Применение интерференции света

Применение интерференции света

Расположение интерференционных полос зависит от длины волны и разности

Применение интерференции света

2. По интерференционной картине можно выявлять и измерять неоднородности

Применение интерференции света

5. Просветление оптики и получение высокопрозрачных покрытий и селективных

Применение интерференции света

6. Получение высокоотражающих диэлектрических зеркал

(1.5.2)

Рис. 1.14.