Мегаобучалка Главная | О нас | Обратная связь  


Понятие о монохроматичности и когерентности световых лучей




ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ СВЕТА.

Свет – электромагнитная волна.

Физиологическое действие на глаз оказывает вектор . Видимая область длин волн: (0,38 ÷ 0,760) мкм или (0,38 ÷ 0,76)·10-6 м или (380 ÷ 760) нм. Наибольшая чувствительность глаза для λ = 550 мкм (зелёный свет). Последовательность цветов:КОЖЗГСФ

Видимый диапазон и примыкающие к нему диапазоны ультрафиолетового и инфракрасного излучений в совокупности составляют диапазон ЭМВ, изучаемый в оптике.

Из теории Максвелла следует, что скорость ЭМВ в вакууме

, где

Скорость распространения ЭМВ в диэлектриках , где - абсолютный показатель преломления среды, равный , ( диэлектрическая проницаемость среды, магнитная проницаемость среды). Для диэлектриков и абсолютны показатель n преломления определяется только диэлектрическими свойствами среды .

Абсолютным показателем преломления среды n называется физическая величина, определяемая отношением скорости света в вакууме с к фазовой скорости света в среде ,т. е. скорость света в среде связана с показателем преломления вещества: =c/n. Опыт показывает, что скорость света в среде зависит от длины волны света λ ( расстояние, которое световая волна проходит за период колебаний T, т.е. ). Так, в видимом диапазоне длин волн скорость света минимальна для фиолетовых лучей (λф ≈400 нм) и максимальна для красных (λкр ≈760 нм), поэтому . Практически показатель преломления можно вычислить из известного соотношения геометрической оптик , т.е., вычислив отношение синусов угла падения и преломления на границе двух прозрачных сред.



Понятие о монохроматичности и когерентности световых лучей

Рассмотрим два источника любых, например, электромагнитных когерентных колебаний, излучающих монохроматичные волны в одном направлении. Монохроматичными являются волны одинаковой частоты (или ω, поскольку циклическая частота ). Накладываясь друг на друга, в некоторой точке пространства эти волны Е1=Е01cos (ω t + α1) и Е202cos (ω t + α2) дают результирующее колебание, квадрат амплитуды которой определяется как Е2 = Е12 + Е22 + 2Е1 Е2 cos (α2 – α1). Если величина δ = α2 – α1, называемая разностью фаз, остаётся со временем постоянной, то говорят, что излучаемые волны когерентны, а сами источники тоже называются когерентными. (Когерентность – это согласованное протекание во времени и пространстве колебательных или волновых процессов). Явление взаимного усиления и ослабления волн, распространяющихся от когерентных источников при их наложении называется интерференцией. Это явление может возникать при наложении друг на друга любых когерентных волн, в том числе и световых. Две одинаковые электрические лампочки не являются когерентными источниками, т.к. излучение светящегося тела слагается из волн произвольно испускаемых многими атомами с цугом порядка 10-8с. Поскольку лазер излучает непрерывную монохроматическую волну (а не отдельными цугами),то два лазера являются когерентными источниками света. Наиболее интересные результаты получаются, если интерференционная картина наблюдается от двух источников с одинаковыми интенсивностями.

Для когерентных источников света интенсивность света результирующей волны I = I1 + I2 +2 cos δ, для некогерентных I = I1 + I2, поскольку для них среднее значение <cos δ> = 0. Интенсивность света I определяется усредненным по времени квадратом амплитуды вектора напряженности электрического поля световой волны, т.е. . Таким образом, для когерентных источников в зависимости от разности фаз в некоторых точках пространства результирующая интенсивность света I может быть как больше, так и меньше суммы интенсивностей I1 и I2
Рассмотрим два когерентных источника света в виде горизонтальных щелей S1 и S2, находящихся на расстоянии d друг от друга. Рассмотрим некоторую точку С на экране, где будем наблюдать интерференционную картину в зависимости от разность хода лучей и разности фаз.

Интерференция светаявление перераспределения светового потока в пространстве, возникающее в результате наложения когерентных световых волн, при котором не имеет место простое суммирование интенсивностей. В некоторых точках пространства интенсивность результирующей волны оказывается больше, чем сумма интенсивностей исходных волн. Никакого нарушения закона сохранения энергии при этом нет, т.к. в других точках пространства интенсивность оказывается меньше суммы интенсивностей складываемых волн, а при равенстве их амплитуд даже становится равной нулю.

Δ = l2 – l1 – называется геометрической разностью хода,

если же учесть показатели преломления сред n1 и n2, в которых распространяются лучи, то

Δ = ( n2 d2 – n1 d1 ) - называется оптической разностью хода.

Волны усиливают друг друга при наблюдении на экране, если они приходят в фазе, т.е., , где k – целое число и (полностью) ослабляют друг друга, если приходят в точку наблюдения в противофазе, т.е. Δ = (2k + 1)

Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой



Читайте также:
Как выбрать специалиста по управлению гостиницей: Понятно, что управление гостиницей невозможно без специальных знаний. Соответственно, важна квалификация...
Генезис конфликтологии как науки в древней Греции: Для уяснения предыстории конфликтологии существенное значение имеет обращение к античной...



©2015-2020 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (522)

Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку...

Система поиска информации

Мобильная версия сайта

Удобная навигация

Нет шокирующей рекламы



(0.007 сек.)
Поможем в написании
> Курсовые, контрольные, дипломные и другие работы со скидкой до 25%
3 569 лучших специалисов, готовы оказать помощь 24/7