Явление интерференции состоит в наложении световых волн с перераспределением светового потока в пространстве, в результате чего в одних местах возникают максимумы, а в других минимумы интенсивности.
Необходимые условия интерференции:
- когерентность световых волн, т.е. равенство частот и постоянство разности фаз;
- поляризация световых волн в одной плоскости, т.е. чтобы колебания светового вектора интерферирующих волн совершались вдоль одного и того же направления.
Волны, излучаемые любыми независимыми источниками света, всегда некогерентны и не являются поляризованными. Причина заключается в механизме испускания света атомами светящегося тела. Поэтому для осуществления интерференции необходимо волну, излучаемую реальным источником, разделить на две и заставить их пройти различные оптические пути, а затем наложить друг на друга.
Оптическим путем называется произведение показа- теля преломления среды на геометрическую длину пути луча в данной среде:
(5.5)
Разность оптических длин, проходимых волнами путей, называется оптической разностью хода:
. (5.6)
Пусть разделение на две когерентные волны происходит в точке О, а наложение волн в точке Р (рис.5.1). Если - фаза колебания в точке О, тогда первая волна возбудит в точке Р колебание
Рис. 5.1 |
а вторая – колебание
, (5.8) где и - фазовые скорости волн, и - амплитуды световых волн.
Амплитуда результирующего колебания
, (5.9)
где , .
Разность фаз колебаний в точке Р равна
Учитывая, что , а , получим
. (5.10)
Если разность фаз кратна , то в точке Р колебания усиливают друг друга
,
отсюда следует условие максимума интерференции
, (5.11)
где =0,1,2…
Если кратна нечетному числу , то колебания ослабляют друг друга
,
Рис. 2.3 |
, (5.12)
где
Способы получения когерентных световых волн
А) Метод зеркал Френеля
Рис. 5.2 |
Рис. 2.2 |
Б) Бипризма Френеля
Э Рис.5. 3 |
в) Метод Юнга.
Рис.5.4 |
Э |