Жарық толқындарының интерференциясы

Жарық толқындарының интерференциясы

Екі немесе ондан көп когерентті жарық толқындарының өзара тоғысу кезінде пайда болатын жарықтың күшею (max) және әлсіреу (min) құбылысын интерференция деп атайды

• Екі немесе ондан көп когерентті жарық толқындарының өзара тоғысу кезінде пайда болатын жарықтың күшею (max) және әлсіреу (min) құбылысын интерференция деп атайды
• когеренттi толқындардың қабаттасуының салдарынан кеңiстiктiң әрбiр нүктесiнде жарық интенсивтiлiгiнiң күшейiп, не бәсеңсуiнiң уақыт бойынша өзгермейтiн орнықты бейнесiн алу жарық интерференциясы деп аталады.
• Когерентті жарық толқындары дегеніміз жиіліктері бірдей фазалар айырымы тұрақты жарық толқындары.
• екi жарық көзiнен шыққан толқындардың фазалар айырымы тұрақты болып қалсын делiк, яғни δ=φ1-φ2=const. Мұндай фазалар айырымы уақытқа қатысты өзгермейтiн жарық көздерiн когеренттi жарық көздерi 

Интерференция құбылысын 1675 жылы Ньютон, одан кейін Юнг және Френель байқаған. Жарық түскен бет біздің көзімізге біркелкі жарық түскен беттей болып көрінеді . Сондықтан жарық толқынының интерференциясы тек когерентті толқындар қабаттасқанда ғана пайда болады . Экранда күңгірт және ашық жолақтар кезектесіп орналасса бұл жерде интерференция құбылысы жүріп жатыр (тәжірбие)

Жарық интерферениясы құбылысын алғаш 1675 жылы Исаак Ньютон, кейінірек Томас Юнг және Френель байқаған. Жарық толқынның интерференциясы тек когерентті толқындар қабаттасқанда пайда болады. Ағылшын физигі Томас Юнг жарық толқындарының кеңістіктің когеренттілігін алғаш болып алды. Юнгтан кейін когерентті толқындарды алудың басқа әдісін француз физигі Огюстен Френель ұсынды.

Интерференция

ТОМОС ЮНГ ӘДІСІ

Ағылшын физигі Томас Юнг жарық толқындарының кеңістіктік когеренттігін алды. Ол S жарық көзінің алдына кішкентай саңылауы бар S1 тосқауылды орналастырды. Жарық толқындары ол саңылаудан өтіп, бірдей фазамен бір уақытта екі кішкене S2 және S3 саңылауларға жетеді. Бұл саңылаулар бір-біріне жақын және жарық көзіне қатысты симметриялы орналастырылған
Сондықтан S2 және S3 саңылаулары бір толқындық бетте жатыр деп есептеуге болады. Гюйгенс принципі бойынша толқындық беттің әрбір нүктесі екінші толқын көзі болып табылады

Фернель әдісі

Когерентті жарық толқынын алудың басқа жолын француз физигі Огюстjн Кан Френель ұсынды. Ол қос призма (бипризма) мен қос айнаны пайдаланды. Бипризма әрқайсысының сыну бұрышы өте аз болып келген бірдей екі призмадан тұрады. Олар бір-біріне табандарымен беттестірілген. Френельдің қос призмасының табанындағы бұрышы өте доғал -175° 179°. S жарық көзінен шыққан сәуле бипризмаға түседі де одан екі жарық толқыны S1 және S2 алынады. Олар шеңбердің бойында орналасқан.
Экранда тұрақты интерференциялық көрініс — кезектесіп орналасқан күңгірт, ақ жолақтар пайда болады. Қос айнаның жұмыс істеу приндипі де жоғарыдағы тәрізді Z1 және Z2 айналары центрі О нүктесі болатын шеңбердің радиусы болсын дейік. Жарық көзі S шеңбердің бойында орналасқан. Z1 және Z2 айналары жарық сәулесін екіге жіктейді, олар экранның бір А нүктесіне жиналады.

Жұқа пленка әдісі

• Су бетіне майдың, мұнайдың, бензиннің тамшысы тамғанда әр түсті сурет пайда болатынын білеміз. Ондай суреттер сабынның көпіршігінде де, инеліктің қанатының үстінде де байқалады (түрлі-түсті қосымшадағы 1-сурет). Бензиннің жұқа қабыршағының бетіне жарық түскенде қандай процесс жүретінін қарастырайық. Бензиннің жұқа қабыршағы жазық параллель пластиналардан алынады. S жарық көзінен шығатын сәуле қабыршақтардан өткенде бірнеше когерентті сәулелерге бөлінеді. Біз жарық интерференциясын түскен жарықтан да, шағылған жарьщтан да байқай аламыз. Бензин қабықшасы қалыңдығының үздіксіз өзгеруінен, жұқа қабыршақтағы интерференциялық сурет түрленіп отырады.
• Есептеу жұмыстарын жүргізіп, толқынның жұқа қабыршақтағы жол айырымын анықтайтын формуланы табайық:
• өтетін жарықта A = 2dncosβ, мұндағы A — толқын жүрісінің жол айырымы, d — қабыршақтың қалыңдығы, п — қабыршақ затының сыну көрсеткіші, р — жарықтың сыну бұрышы;
• шағылған жарықта A = 2dncosβ + λ/2 Шағылған жарықта жол айырымына жарты-толқын ұзындығы қосылады, өйткені шағылғанда жарты толқын жоғалады.

Ньютон сақинасы (интерференциясы)

Дөңес линза және жазық пластина арқылы микроскоптың көмегімен Ньютон сақинасын байқауға болады.
Ньютон сақинасы линзаның төменгі қабатынан және пластинаның жоғарғы қабатынан шағылған когерентті сәулелердің тоғысуынан пайда болады.
Ньютон сақиналары жұқа қабыршақтардағы интерференцияның дербес түрі, ол жұқа қабыршақ қалыңдығының біркелкі өзгеретін жағдайында байқалады. 1675 жылы Ньютон астрономиялық рефрактордың дөңес объективі мен жазық шыны арасындағы жұқа ауа қабатының түсін бақылаған. Ньютон тәжірибесінде тығыз сығылған шыны мен объективтің арасындағы ауаның жұқа қабатының қалыңдығы шыны мен объективтің түйіскен жерінен объективтің сыртқы шетіне қарай біркелкі ұлғая бастайды. Қарапайым есептеу аркылы өткен жарықтың радиусын, мәселен, ақшыл сақинаның радиусын анықтауға болады:
мұндағы r — сақинаның радиусы, R — линза қисығының радиусы, d — жазық шынының бетінен линзаның жарық сынатын бетіне дейінгі арақашықтық.

жүктеу/скачать 2,23 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: