Лекция Волновая оптика Введение Интерференция волн. Опыт Юнга
жүктеу/скачать 447,6 Kb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Интерференция волн.
| Абдрахманова Х.К. Лекция 1. Волновая оптика Введение Интерференция волн. Опыт Юнга. Интерференция на тонких пленках. Полосы равного наклона. Интерференция от клина. Полосы равной толщины Кольца Ньютона. Введение Оптика - раздел физики, в котором изучаются оптическое излучение (свет), его распространение и явления, наблюдаемые при взаимодействии света и вещества. Свет это электромагнитная волна с длинами волн от 400 нм до 800 нм. При взаимодействии с веществом свет ведет себя по-разному и проявляет разные свойства. В зависимости от этого различают геометрическую, волновую, квантовую оптику и фотометрию. Геометрическая оптика изучает свойства света исходя из представления о световых лучах, преломляющихся и отражающихся на границах сред с разными оптическими свойствами и распространяющихся прямолинейно в оптически однородной среде. Волновая оптика изучает свойства света, рассматривая его как электромагнитную волну. Квантовая оптика рассматривает свет как поток корпускул - фотонов, распространяющихся в вакууме со скоростью света. Фотометрия это раздел оптики, в котором рассматриваются энергетические характеристики света (оптического излучения) в процессах его испускания, распространения и взаимодействия с веществом. В данном курсе мы будем рассматривать волновую оптику, квантовую оптику и геометрическую оптику. Интерференция волн. В олновые свойства света наиболее отчетливо обнаруживают себя в интерференции и дифракции. Эти явления характерны для волн любой природы и сравнительно просто наблюдаются на опыте для волн на поверхности воды или для звуковых волн. рис.1 Какое явление называется интерференцией? Явление наложения в пространстве двух (или нескольких) когерентных волн, в результате которого в разных его точках получается усиление или ослабление результирующей волны в зависимости от соотношения между фазами этих волн называется интерференцией волн. Из определения интерференции волн следует, что это явление наблюдается при наложении только когерентных волн. Какие волны называются когерентными? Когерентными называются волны одинаковой частоты, разность фаз которых остается постоянной во времени. Строго когерентными могут быть только монохроматические волны, т.е. волны, описываемые уравнением вида: = A cos ( t – k х + 0) (1) У монохроматической волны амплитуда, частота и начальная фаза остаются постоянными неограниченно долго. Поэтому разность фаз двух монохроматических волн одинаковой частоты в каждой точке остается постоянной. Поскольку свет является электромагнитной волной, то наблюдать его интерференцию и дифракцию можно лишь при определенных условиях. Это связано с тем, что свет, испускаемый обычными (нелазерными) источниками, не бывает строго монохроматическим, т.е. световые волны, полученные от двух обычных источников света, некогерентные. Поэтому для наблюдения интерференции свет от одного источника нужно разделить на два пучка и затем наложить их друг на друга. Существующие экспериментальные методы получения когерентных пучков из одного светового пучка можно разделить на два класса: метод деления волнового фронта (метод Юнга) и метод деления амплитуды (метод Френеля). В методе деления волнового фронта когерентные волны получают как два участка одного фронта волны, путем пропускания светового пучка например, через два близко расположенных отверстия в непрозрачном экране. Примерами этого метода являются опыт Юнга, зеркала Френеля, бипризма Френеля, билинза Бийе, зеркало Ллойда. Такой метод пригоден лишь при достаточно малых размерах источника. В методе деления амплитуды когерентные волны получают путем расщепления световой волны на полупрозрачной пластине (частично отражающей, частично пропускающей). При этом фронт волны сохраняется, изменяется только направление его движения. Примерами данного метода является отражение узкого пучка света от двух границ плоскопараллельной пластины (интерференция на тонкой пленке), отражение узкого пучка света от двух границ клина (интерференция от клина), кольца Ньютона. Этот метод деления амплитуды может применяться и при протяженных источниках. Он обеспечивает большую интенсивность и лежит в основе действия разнообразных интерферометров. В зависимости от числа интерферирующих пучков различают двулучевые и многолучевые интерферометры. Они имеют важные практические применения в технике, метрологии и спектроскопии. жүктеу/скачать 447,6 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|