ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ СВЕТА
Интерференция волн – это явление наложения когерентных волн- свойственно волнам любой природы (механическим, электромагнитным и т.д.Когерентные волны - это волны, испускаемые источниками, имеющими одинаковую частоту и постоянную разность фаз.При наложении когерентных волн в какой-либо точке пространства амплитуда колебаний (смещения ) этой точки будет зависеть от разности расстояний от источников до рассматриваемой точки. Эта разность расстояний называется разностью хода.При наложении когерентных волн возможны два предельных случая:Условие максимума:[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]Разность хода волн равна целому числу длин волн ( иначе четному числу длин полуволн).[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]где[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]В этом случае волны в рассматриваемой точке приходят с одинаковыми фазами и усиливают друг друга – амплитуда колебаний этой точки максимальна и равна удвоенной амплитуде.Условие минимума:[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]Разность хода волн равна нечетному числу длин полуволн.[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]где[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]Волны приходят в рассматриваемую точку в противофазе и гасят друг друга.Амплитуда колебаний данной точки равна нулю.В результате наложения когерентных волн (интерференции волн) образуется интерференционная картина.[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ] - интерференционная картина наложения когерентных механических волн на водеПри интерференции волн амплитуда колебаний каждой точки не меняется во времени и остается постоянной.При наложении некогерентных волн нет интерференционной картины, т.к. амплитуда колебаний каждой точки меняется со временем.Интерференция света1802г. Английский физик Томас Юнг поставил опыт, в котором наблюдалась интерференция света. Опыт Томаса Юнга[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]От одного источника через щель А формировались два пучка света ( через щели В и С), далее пучки света падали на экран Э. Так как воны от щелей В и С были когерентными, на экране можно было наблюдать интерференционную картину: чередование светлых и темных полос.Светлые полосы – волны усиливали друг друга (соблюдалось условие максимума).Темные полосы – волны складывались в противофазе и гасили друг друга (условие минимума).Если в опыте Юнга использовался источник монохроматического света ( одной длины волны, то на экране наблюдались только светлые и темные полосы данного цвета.[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]Если источник давал белый свет (т.е. сложный по своему составу), то на экране в области светлых полос наблюдались радужные полосы. Радужность объяснялась тем, что условия максимумов и минимумов зависят от длин волн. Интерференция в тонких пленкахЯвление интерференции можно наблюдать, например:- радужные разводы на поверхности жидкости при разливе нефти, керосина, в мыльных пузырях; Толщина пленки должна быть больше длины световой волны.[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]При попадании монохроматического света (самый простой случай) на тонкую пленку часть света отражается от наружной поверхности пленки, другая часть света, пройдя через пленку, отражается от внутренней поверхности. При попадании в глаз на сетчатке происходит наложение (сложение) двух когерентных волн и возникает интерференционная (полосатая) картина, как результат усиления и ослабления волн. В случае белого света интерференционная картина будет радужной.При проведении своего опыта Юнгу впервые удалось измерить длину световой волны.В результате опыта Юнг доказал, что свет обладает волновыми свойствами.Применение интерференции:- интерферометры – приборы для измерения длины световой волны- просветление оптики ( в оптических приборах при прохождении света через объектив потери света составляют до 50%) – все стеклянные детали покрывают тонкой пленкой с показателем преломления чуть меньше, чем у стекла; перераспределяются интерференционные максимумы и минимумы и потери света уменьшаются.
15
Интерференция волн – это явление наложения когерентных волн- свойственно волнам любой природы (механическим, электромагнитным и т.д.Когерентные волны - это волны, испускаемые источниками, имеющими одинаковую частоту и постоянную разность фаз.При наложении когерентных волн в какой-либо точке пространства амплитуда колебаний (смещения ) этой точки будет зависеть от разности расстояний от источников до рассматриваемой точки. Эта разность расстояний называется разностью хода.При наложении когерентных волн возможны два предельных случая:Условие максимума:[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]Разность хода волн равна целому числу длин волн ( иначе четному числу длин полуволн).[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]где[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]В этом случае волны в рассматриваемой точке приходят с одинаковыми фазами и усиливают друг друга – амплитуда колебаний этой точки максимальна и равна удвоенной амплитуде.Условие минимума:[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]Разность хода волн равна нечетному числу длин полуволн.[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]где[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]Волны приходят в рассматриваемую точку в противофазе и гасят друг друга.Амплитуда колебаний данной точки равна нулю.В результате наложения когерентных волн (интерференции волн) образуется интерференционная картина.[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ] - интерференционная картина наложения когерентных механических волн на водеПри интерференции волн амплитуда колебаний каждой точки не меняется во времени и остается постоянной.При наложении некогерентных волн нет интерференционной картины, т.к. амплитуда колебаний каждой точки меняется со временем.Интерференция света1802г. Английский физик Томас Юнг поставил опыт, в котором наблюдалась интерференция света. Опыт Томаса Юнга[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]От одного источника через щель А формировались два пучка света ( через щели В и С), далее пучки света падали на экран Э. Так как воны от щелей В и С были когерентными, на экране можно было наблюдать интерференционную картину: чередование светлых и темных полос.Светлые полосы – волны усиливали друг друга (соблюдалось условие максимума).Темные полосы – волны складывались в противофазе и гасили друг друга (условие минимума).Если в опыте Юнга использовался источник монохроматического света ( одной длины волны, то на экране наблюдались только светлые и темные полосы данного цвета.[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]Если источник давал белый свет (т.е. сложный по своему составу), то на экране в области светлых полос наблюдались радужные полосы. Радужность объяснялась тем, что условия максимумов и минимумов зависят от длин волн. Интерференция в тонких пленкахЯвление интерференции можно наблюдать, например:- радужные разводы на поверхности жидкости при разливе нефти, керосина, в мыльных пузырях; Толщина пленки должна быть больше длины световой волны.[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]При попадании монохроматического света (самый простой случай) на тонкую пленку часть света отражается от наружной поверхности пленки, другая часть света, пройдя через пленку, отражается от внутренней поверхности. При попадании в глаз на сетчатке происходит наложение (сложение) двух когерентных волн и возникает интерференционная (полосатая) картина, как результат усиления и ослабления волн. В случае белого света интерференционная картина будет радужной.При проведении своего опыта Юнгу впервые удалось измерить длину световой волны.В результате опыта Юнг доказал, что свет обладает волновыми свойствами.Применение интерференции:- интерферометры – приборы для измерения длины световой волны- просветление оптики ( в оптических приборах при прохождении света через объектив потери света составляют до 50%) – все стеклянные детали покрывают тонкой пленкой с показателем преломления чуть меньше, чем у стекла; перераспределяются интерференционные максимумы и минимумы и потери света уменьшаются.
15