Жарық интерференциясы
жүктеу/скачать 69,64 Kb.
|
| Кеңістіктік үйлесімділік.Барлық практикалық интерференция схемаларында жарық көзінің өлшемі үлкен мәнге ие. Егер көз өлшемдері жарық толқынының ұзындығынан әлдеқайда аз болса, онда, әрине, күрт интерференциялық үлгі әрқашан алынады (уақытша когеренттілік шартына байланысты), өйткені барлық көз үшін интерференция өрісінің кез келген нүктесіне оптикалық жол айырмашылығы бірдей болады. Дегенмен, іс жүзінде жарық көздерінің өлшемдері әдетте жарық толқынының ұзындығынан әлдеқайда үлкен. Әрбір бастапқы нүкте өзінің интерференция үлгісін жасайды. Алынған сурет радиациясы бір-бірімен когерентсіз деп есептелетін кеңейтілген көздің барлық элементтерінің суреттерін қабаттастыру арқылы алынады. Бұл үлгілер бір-бірімен сәйкес келмейді, нәтижесінде алынған сурет азды-көпті бұлыңғыр болады және көздің маңызды енінде байқалуды тоқтатады.
Көз өлшемінің кедергі үлгісінің анықтығына әсерін жалпы интерференция үлгісіне сүйене отырып сандық түрде анықтауға болады (Cурет). AB енінің кеңейтілген көзі b болсын. Экранның белгілі бір нүктесіне жақын жерде пайда болған интерференция үлгісін қарастырыңыз. Көздің әртүрлі нүктелерінен алынған максимумдар бір-біріне қатысты ығысатын болады. Егер В нүктесіндегі максимумдар А нүктесіндегі максимумдармен сәйкес келсе, олардың интерференция реті бір-бірінен ерекшеленсе, онда пайда болған интерференция үлгісі жағылады және ешқандай кедергі байқалмайды (сурет). Кедергі болуы үшін жарық көзінің мөлшері белгілі бір мәннен аспауы керек. Бұл мән А нүктесінен алынған (m1)-ші ретті максимумның В нүктесінен алынған m-ші реттік максимуммен сәйкес келу шартынан анықталады.. (10) көмегімен қатынасты аламыз , мұндағы l – жарық көзі мен саңылаулар арасындағы қашықтық. Көздің бұрыштық өлшемін анықтау және вакуумдағы және ортадағы толқын ұзындықтарының байланысын пайдалану, шартты аламыз .(он бес) Формула (15) кедергі байқалатын көздің бұрыштық өлшемдерін анықтайды. Енді жарық көзінің бұрыштық өлшемдері бекітілсін. Сонда бұрыштық өлшемі бар көзден кедергілерді байқауға болатын ұялар арасындағы қашықтық (15) шартқа сәйкес болуы керек. .(16) Гюйгенс принципіне сәйкес, бұл схемадағы нақты жарық көзі саңылаулар орнында орналасқан жалған көздермен ауыстырылуы мүмкін. Интерференциялық үлгінің болмауы бұл көздердің толқындық тербелістерінің когерентсіз екенін білдіреді. Қашықтықты енгізіңіз, жарықтың таралуына көлденең бағытта ығысқанда толқындық тербелістер когерентсіз болады. Қашықтықпен бөлінген екі нүктедегі тербеліс, жартылай когерентті болады. Қашықтықкогеренттілік радиусы деп аталады. (16) дан шығады . Күннің бұрыштық өлшемі шамамен 0,01 рад, жарық толқындарының толқын ұзындығы ~0,5 мкм. Демек, Күннен келетін жарық толқындарының когеренттілік радиусының мәні бармм. Күнді жарық көзі ретінде пайдаланған кезде саңылаулар 0,05 мм-ден аз қашықтықта орналасуы керек, ал айқын интерференциялық жиектерді байқау үшін d ~ 0,02 мм алу керек. Янг 1802 жылы екі саңылаудан интерференция алды, бұл саңылауларға түсетін жарықтың кеңістіктік когеренттігін арттырды. Юнг бұл үлкейтуге алдымен жарықты мөлдір емес экрандағы кішкене тесіктен өткізу арқылы қол жеткізді. Лазерлік сәулелену табиғи жарықпен салыстырғанда үлкен уақыттық және кеңістіктік когеренттілікке ие. Уақытша когеренттілік 10–5 с (гелий-неон лазері) деңгейінде, ал кеңістіктік когеренттілік жарық сәулесінің барлық көлденең қимасында байқалады. жүктеу/скачать 69,64 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|