Интерференция от двух источников (по методу Юнга)

КОРПУСКУЛЯРНО-ВОЛНОВЫЕ СВОЙСТВА СВЕТА

Cвет имеет двойственную природу, сочетая в себе как волновые свойства, так и свойства, присущие частицам. В одних явлениях, таких как интерференция, дифракция и поляризация, свет ведет себя как волна, а в других (фотоэффект, эффект Комптона) — как поток частиц (фотонов).

Вся шкала электромагнитных волн: от 10^-3 до 10¹⁰ нм.

Световые волны занимают лишь небольшой интервал шкалы электромагнитных волн — от 380 до 770 нм (1 нм = 10^{-9 м}).

Наиболее наглядно волновые свойства света проявляются в явлениях интерференции, дифракции, поляризации.

 

Законы отражения, преломления.

Рассмотрим световую волну, падающую на границу 2-х сред.

Закон прямолинейного распространения света: в оптически однородной среде свет распространяется прямолинейно.

Законы отражения и преломления света:

1) падающий, преломленный и отраженный лучи, а также перпендикуляр к границе раздела двух сред, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости (плоскость падения);

2) Угол отражения γ равен углу падения α;

3) отношение синуса угла падения α к синусу угла преломления β является постоянной величиной, равной относительному показателю преломления n:

Относительный показатель преломления двух сред равен отношению их абсолютных показателей преломления:

n 21 = n 2 / n 1.

Физический смысл показателя преломления – это отношение скорости распространения волн в первой среде υ₁ к скорости их распространения во второй среде υ₂:

Абсолютный показатель преломления равен отношению скорости света c в вакууме к скорости света υ в среде:

Интерференция.

Интерференцией света называется перераспределение интенсивности света в виде чередующихся областей усиления и ослабления света при наложении когерентных, монохроматических волн.

Когерентными волнами называются волны, разность фаз которых остается постоянной во времени и пространстве.

Монохроматические волны – это волны одной и строго постоянной длины волны (одноцветные).

В природе не существует даже двух строго когерентных источников света, поэтому наиболее распространенным способом получения таких источников является разделение световой волны от одного источника на две, распространяющиеся по разным путям и встречающиеся в одной точке пространства.

С интерференционными явлениями мы сталкиваемся довольно часто: цвета масляных пятен на асфальте, окраска замерзающих оконных стекол, причудливые цветные рисунки на крыльях некоторых бабочек и жуков – все это проявление интерференции света.

Интерференция от двух источников (по методу Юнга)

S₁ и S₂ – геометрические длины лучей; d – расстояние между «источниками».

Если интерференция происходит в средах с показателями преломления n₁ и n₂, то оптическая разность хода:

 

Δ = S₂n₂ – S₁n₁ = L₂ – L₁,

где L₂ и L₁ – оптические длины.

Интерференционный максимум (светлая полоса) достигается в тех точках пространства, в которых Δ = 2 m λ/2 = m λ; (m = 0, ±1, ±2,...). Интерференционный минимум (темная полоса) достигается при Δ = (2 m+ 1)λ /2.