Естественный и поляризованный свет.

Когерентные волны и источники.

Когерентность – согласованное протекание во времени и пространстве нескольких колебательных процессов.

Волновым цугом называется прерывистое излучение света атомами в виде отдельных коротких импульсов.

Время когерентности – средняя продолжительность одного цуга.

Длина когерентности – расстояние при прохождении которого две или несколько волн утрачивают когерентность.

Радиусом когерентности – называется максимальное поперечное направлению распостранения волны расстояние, на котором возможно проявление интерференции.

Условия интерференционных максимумов и минимумов.

Интерференцией света – называется пространственное перераспределение светового потока в результате чего в одних местах возникают максимумы а в других минимуиы интенсивности..

Разности хода лучей от двух соседних щелей будут одинаковы в пределах всей дифракционной решетки:

1) если число длин полуволн четное, то: Δ =±mλ (m=1,2,3…) – условие максимума

2) если число длин полуволн нечетное, то: Δ =±(2m+1)λ/2 (m=1,2,3…) – условие минимума (полная темнота).

Дифракцией называется совокупность явлений, наблюдаемых при распространении света в среде с резкими неоднородностями, например, в близи границ прозрачных или непрозрачных тел, сквозь малые отверстия. Дифракция, в частности, приводит к огибанию световыми волнами препятствий, и проникновению света в область геометрической тени. Между интерференцией и дифракцией нет существенных физических различий. Оба явления заключаются в перераспределении светового потока в рез-тате суперпозиции волн. Перераспределение интенсивности, возникающее вследствие суперпозиции волн, возбуждаемых когерентными источниками, принято называть дифракцией волн. Поэтому говорят, например, об интерференционной картине от двух узких щелей и о дифракционной картине от одной щели. Различают два вида дифракции. Если источник 8 и точка наблюдения Р расположены от препятствия настолько далеко, что лучи, падающие на препятствие, и лучи, идущие в точку Р, образуют практически параллельные пучки, говорят о дифракции Фраунгофера (диф. в параллельных лучах). В противном случае говорят о диф. Френеля.

Дифракция Фраунгофера

Дифракция Фраунгофера наблюдается в том случае, когда источник света и точка наблюдения бесконечно удалены от препятствия, вызывающего дифракцию. Параллельный пучок создают, помещая источник света в фокусе собирающей линзы. Дифракционную картину с помощью второй собирающей линзы, установленной за препятствием, фокусируют на экран.

Дифракция Фраунгофера плоской монохроматической волны на одной щели шириной a.

Оптическая разность хода Δ=a*sinφ. Разобьем открытую часть волновой поверхности на зоны Френеля. Все точки волнового фронта в плоскости щели имеют одинаковую фазу и амплитуду колебаний. Поэтому суммарная интенсивность колебаний от двух соседних зон равна 0.

Условие главных максимумов: d*sinφ = ±mλ (m=1,2,3…)

Условие главных минимумов: a*sinφ = ±mλ (m=1,2,3…)

Условие дополнительных минимумов: d*sinφ = ±m’ λ/N, где m’ может принимать все целочисленные значения кроме 0, N, 2N,…при которых данное условие переходит в условие главных максимумов.

В направлении φ=0 щель действует как одна зона Френеля и в этом направлении свет распространяется с наибольшей интенсивностью – центральный дифракционный максимум.

Распределение интенсивности на экране, получаемое вследствие дифракции, называется дифракционным спектром.

Зоны Френеля.

Принцип Гюйгенса — Фре­неля, световая волна, возбуждаемая ка­ким-либо источником S, может быть пред­ставлена как результат суперпозиции ко­герентных вторичных волн, «излучаемых» фиктивными источниками. Такими источ­никами могут служить бесконечно малые элементы любой замкнутой поверхности, охватывающей источник S.

Метод зон Френеля- взаимная интерференция вторич­ных волн.

М- произвольная точка; S- точечный источник;Ф- вспомогательная поверхность;

Амплитуда результирующего светового колебания в точке М

где амплитуды колебаний 1й, 2й...,mй зонами.

Площадь сферического сегмента

площадь m-й зоны Френеля

Естественный и поляризованный свет.

Поляризация света.

Свет – со всевозможными равновероятными ориентациями вектора Е называется естественным.

Свет в котором направления колебаний светового вектора каким либо образом упорядочены, называется поляризованым светом.

Плоскостью поляризации называется плоскость проходящая через направление колебаний светового вектора плоскополяризованной волны и направленияе распостранения этой волны.

Плоскополяризованный свет – свет, в котором вектор Е колеблется только в одной,проходящей через луч плоскости, эта плоскость – плоскость поляризации.