Интерференция света. Когерентные источники.Дифракция света.
Для упрощения рассмотрения процессов взаимодействия нескольких световых волн, рассмотрим две волны. Рассматриваемые нами процессы могут происходить с любыми существующими волнами (светом, электромагнитными, механическими и др.).
Все превращения, которые происходят в результате наложения волн, наблюдаются в результате сложения их характеристик (амплитуды, фазы и др.).
Если накладываются две волны с одинаковыми фазами, то они соединяются в одну, с большей амплитудой.
Если же волны приходят в противофазе, то происходит постоянное гашение максимума минимумом, в результате чего волна выравнивается в ноль.
Когерентность
Когерентные волны — волны, имеющие одинаковую фазу и постоянную разность фаз (как на картинках выше)
Условия max и min
Кроме перечисленных выше физических величин, важна разность хода.
Для указанных когерентных волн, разностью хода будет разность между отрезками S1P и S2P.
Как можно заметить на рисунке, разность хода между волнами равна длине одной волны — одна имеет три полных длины волны, а вторая — четыре. В точке Р данные волны складываются вместе, а так как мы знаем, что подобное сложение приводит к увеличению амплитуды, то говорят, что наблюдается интерференционный максимум.
Условие максимума: Разность хода волн равна целому числу волн.
Теперь же рассмотрим иную ситуацию сложения двух когерентных волн:
В данном случае фазы отличаются на одинаковое значение, волны находятся в противофазе.
В таком случае наблюдается интерференционный минимум.
Условие минимума: Разность хода равна некоторому количеству полуцелых длин волн.
Интерференция
В результате того, что в некоторых местах наложения волн наблюдается максимум, а в некоторых минимум, появляется интерференционная картина. Однако стоит заметить, что данное явление справедливо только для когерентных волн.
На рисунке изображена интерференция от двух когерентных источников. Как можно заметить на рисунке. Нет конкретного разделения черных и белых полос, существуют промежуточные значения, которые рассматриваются серым цветом. То же можно наблюдать и в результате двух малых источников света — на экране мы будем видеть плавные переходы от черного до белого цвета. Белый — максимум, черный — минимум.
Интерференция в тонких пленках
Все мы наблюдали ситуацию, когда свет, преломляясь на мыльном пузыре, приобретает радужную окраску. Все это происходит в результате интерференции.
Представим себе тонкую прозрачную среду, на которую попадает луч. Как мы знаем, он отражается от нее и преломляется. Как можно заметить, в результате данного процесса выходят два луча. А так как они выпущены от одного источника, то они интерферентны, но с разностью хода. В результате данной разницы хода, белый цвет будет разделяться на цвета радуги, и в зависимости от толщины пленки, выходить будет какой-то один.
Ту же ситуацию можно наблюдать и при соприкосновении стеклышка и линзы.
Е
максимумы:
минимумы:
