Интерференция құбылысы.Когорентті толқындар.

Жарықтың толкындық табиғаты интерференция құбылысынан айқын білінеді. Мысалы, суға тамған май мен мұнай кілегейлеріне, сабын көпіршігіне және слюданың жұқа қабыршағына күлгін сәулесі түскенде, олардың беттері қызыл-жасыл болып құлпырып тұрады. Мұнда жолақтардың түрлі түсті болуы көпіршік пен сүйыққа ақ жарық түскендіктен болады. Егер сабын көпіршігіне түсетін ақ жарықтың жолына, мысалы, жасыл шыны қойылса. онда көпіршіктің бетінде тек аралықтары қара-коңыр жасыл жолақтар байқалады. Басқаша айтқанда жұқа пленканың бетіне бір түсті (монохромат) жарық түсірілсе, сонда аралары кара-қоңыр жолақпен бөлінген бір түсті жолақтар байқалады. Бірақ олардың жарықталынуы бірдей болмайды. Осындай жарық және қара-қоңыр жолақтардың пайда болуы—жұқа пленка беттерінен шағылған жарық толқындары бірімен-бірі қосылысқанда олардың бірін-бірі күшейту немесе әлсірету себебінен болады. Бұл құбылыс жарықтың интерференциясы деп аталады. Интерференция құбылысы тек жарық толқыңдарына ғана тән емес, мысалы, су бетімен таралған толқындар да, дыбыс толқындары да интерференцияланады. Осындай механикалық толқындардың интерференциясы жалпы толқындар теориясында қарастырылады. Бұл жөнінде тек мынаны еске түсіруге болады, егер бір жүйе толқындарының өркештері мен сайлары екінші жүйе толқындарының өркештері мен сайларына дәл келсе (фазалары бірдей болса), онда толқындар жүйесі бірін-бірі күшейтеді, ал керісінше, біреулерінің өркештері екіншілерінің сайларына дәл келсе (фазалары қарама-карсы болса), онда толқындар бірін-бірі әлсіретеді, Осындай иитерференциялық бейнелер байқалу үшін кеңістіктің әрбір нүктесінде қосылатын толқындар фазаларының айырмасы бақылау кезінде өзгермеуі, яғни тұрақты болуы тиіс. Осындай фазаларының айырмасы уакытқа байланысты өзгермейтін толқындар когерент толқындар деп аталады. Осыған сай когерент толкындар шығаратын толқын көздері когерент көздер делінеді. Механикалық. толқындар таралтатын тербеліс кездерін өзара когерент етіп алуға болады. Бірақ кәдімгі екі жарық көзі когерент бола алмайды. Жарық толқындарын белгілі бір процесс болғанда заттың атомдары немесе молекулалары шығарылады. Зерттеу нәтижелеріне қарағанда әрбір атом (не молекула) өте аз уақыт, шамамен 10^-8 секундтай ғана, үздіксіз жарық шығарып тұрады, одан соң жарық беруі тоқталады. Бірақ ондағы атомдар біраз уақыт өткен соң тағы да жарық бере бастауы мүмкін, сонда бұл жаңа шыққан жарық толқындары мен алғашқы жарық толқындарының фазаларының ешбір байланысы болмайды. Сонымен бақылау нүктесіне фазалары әрқилы, тәртіпсіз өэгеретін толқындар түседі де біраз уақыт қорыткы тербеліс амплитудасы өте үлкен болып, одан соң кеми келе ақыры нольге айналып кетуі мүмкін. Осының нәтижесінде ол нүктенің жарыкталынуы өзгеріп тұрады. Жарық толқындарының фазалары өте шапшаң өзгеретіндіктен алынған нүктедегі жарықтың осыдан лезде өзгеруін бақылап болмайды, оның тек орташа мәні ғана байқалынады. Егер берілген нүктеге жетіп қосылысқан жарық толқындарының фазаларының айырмасы бақылау кезінде өзгермей. тұрықты болса, яғни толқыңдар когерент болса, сонда алынған нүктедегі күрделі тербеліс амплитудасы өзгермейді, оның мәніүлкен болса — жарықталынуы зор, кіші болса — жарықталынуы нашар болады, баскаша айтқанда тиянақты интерференциялық көрініс байқалады. Сөйтіп когерент жарық толқындар ғана интерференциялана алады. Сөйтіп жеке атомдардан таралатын жарық толкындарыныц фазалары тәртіпсіз өзгеріп отыратын болғандықтан, тіпті нүктедей кішкене екі жарық көзі де өзара когерент болмайды. Алайда когерент жарық толқындары табиғатта кездесіп отырады. Сондай когерент толкындар бір косақ жарық толқынының «екі айрылуы» нәтижесінде пайда болады. Тәжірибе жасап интерференция құбылысын бақылағанда осы жағдай пайдаланылады.

Бір ескеретін нәрсе: жарыктық интерфернция және дифракция құбылыстарыныц негізгі қасиеттерін жарықты тек толқындық процесс деп қарап, оның электромагниттік тербеліс екендігін айтпай-ақ, ұғынуға болады.