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 воде При 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 света 1802г. 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 пленках Явление 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 воде При 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 света 1802г. 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 пленках Явление 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
Приложенные файлы
