Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Волновая природа света. Интерференция света. Когерентность. Применение интерференции.



В конце XVII в. на основе многовекового опыта и развития представлений о свете возникли две теории света: корпускулярная и волновая.

Волновая теория основывается на принципе Гюйгенса: каждая точка, до которой доходит волна, служит центром вторичных волн, а огибающая этих волн даёт положение волнового фронта в следующий момент времени. (Волновой фронт- геометрическое место точек, до которых доходят колебания к моменту времени t)

Интерференция света - пространственное перераспределение светового потока, при наложении двух или нескольких когерентных волн, в результате чего в одних местах происходит усиление и интенсивность света, а в других ослабление. Возникает картина чередования светлых и тёмных полос. Чередование света происходит, когда эти волны являются когерентными.

Волны называются когерентными, если у них одинаковая длина волны и постоянная разность фаз. В природе невозможно найти двух когерентных источников света.

Для получения когерентных волн поступают так: свет от одного источника каким-либо образом разделяют на два световых потока так, чтобы они проходили разные расстояния, затем их снова сводят вместе.

x - отклонение точки от положения равновесия, A- максимальная амплитуда, – фаза

l1 и l2 – геометрический ход луча

n1 и n2 – показатели преломления

L1 = l1*n1; L2 = l2*n2 – оптический ход лучей

∆ = L2 - L1 – оптическая разность хода

Если оптическая разность хода равна целому числу длин волн, то (m=0, 1, 2…) – условие интерференционного максимума.

Если оптическая разность хода равна полу-целому числу длин волн (m=0, 1, 2…) – условие интерференционного минимума.

Методы наблюдения интерференции

1) Метод Юнга. В реальных условиях невозможно найти два источника света, которые были бы когерентны. Когерентные волны обычно получают следующим образом: берут свет от источника, выделяют 2 световых пучка, предоставляют каждому пучку пройти разное расстояние, чтобы получить оптическую разность хода, а затем эти пучки снова сходятся вместе. Каждая щель может рассматриваться как самостоятельный источник света. Интерференция – совокупность светлых и темных полосок.

 

 

2) Зеркало Лойда. Интерференционный опыт Ллойда состоял в получении на экране картины от источника S и его мнимого изображения S' в зеркале АО.

3) Бипризма Френеля.

Применение интерференции

1) Улучшение качества оптических приборов (просветление оптики)

– оптическая разность хода

(m=0)

Современные объективы содержат большое количество линз. Число отражений в них велико, поэтому большие потери световой энергии, то есть светосила уменьшается. Кроме того, отражение от поверхности линз приводит к возникновению блика, что часто (например, в военной технике) демаскирует положение прибора.

Для устранения указанных недостатков осуществляют просветление оптики. На свободные поверхности линз наносят тонкие пленки с показателем преломления меньшим, чем у материала линзы. Для того, чтобы плёнка гасила луч, ее толщина должна быть в 4 раза больше.

2) Интерферометр

Интерферометры – очень точные приборы, в основе работы которых лежит явление интерференции. Они применяются для: проверки качества изготовления оптических деталей; точного измерения углов; исследования быстропротекающих процессов, происходящих в воздухе, обтекающем летательные аппараты.

Видов интерферометров очень много. Интерферометр Майкельсона.

Монохроматический свет проходит пластинку P1. Сторона пластинки, удаленная от источника посеребренная и полупрозрачная. В этой пластинке луч разделяется на две части: луч 1 идет к зеркалу M1, луч 2 к зеркалу M2. Так как первый луч идет через пластинку P1 дважды, то для компенсации возникающей разности хода на пути второго луча ставится пластинка Р2 (точно такая же, как и P1 только не покрытая слоем серебра).

Лучи 1' и 2' когерентны, следовательно, будет наблюдаться интерференция. При перемещении одного из зеркал хотя бы на четверть волны λ /4 разность хода лучей увеличиться до λ /2 и увеличится освещенность светового поля. Следовательно, по незначительному смещению интерференционной картины можно судить о малом перемещении одного из зеркал и использовать интерферометр для достаточно точных измерений длин (длины тел, длины световой волны, определений температурного коэффициента линейного расширения и др.).

 


Поделиться:



Последнее изменение этой страницы: 2017-03-14; Просмотров: 821; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.015 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь