Лекция Волновая оптика Введение Интерференция волн. Опыт Юнга
жүктеу/скачать 447,6 Kb.
|
Лекция 1 Интерференция волн
| Опыт Юнга.
В опыте Юнга когерентные волны получаются путем деления волнового фронта. Рассмотрим подробнее, что происходит в опыте Юнга. Пусть две волны одинаковой частоты, накладываясь друг на друга, возбуждают в некоторой точке пространства колебания одинакового направления: E1 = E01 cos ( t + 1) E2 = E02 cos ( t + 2) Аналогичные уравнения можно записать и для магнитных H полей накладывающихся волн. Амплитуду результирующего колебания при сложении колебаний, направленных вдоль одной прямой, найдем по формуле (с помощью векторной диаграммы) Если разность фаз (2 - 1) колебаний, возбужденных волнами в некоторой точке пространства, остается постоянной во времени, то такие волны называются когерентными. В случае некогерентных волн разность фаз (2 - 1) непрерывно изменяется, принимая с равной вероятностью любые значения, вследствие чего среднее по времени значение cos(2 - 1) равно нулю (изменяется от –1 до +1). Поэтому . Интенсивность электромагнитной волны пропорциональна среднему по времени значению квадрата амплитуды колебаний вектора напряженности электрического поля . Отсюда можно сделать вывод, что для некогерентных источников интенсивность результирующей волны всюду одинакова и равна сумме интенсивностей, создаваемых каждой из волн в отдельности: (1) В случае когерентных волн cos(2 - 1) = const (для каждой точки пространства), так что (2) Последнее слагаемое в этом выражении (3) называется интерференционным членом. В точках пространства, где cos(2 - 1) > 0, (в максимуме ), в точках, где cos(2 - 1) < 0, , интенсивность (в минимуме ). Следовательно, при наложении двух (или нескольких) когерентных световых волн происходит пространственное перераспределение светового потока, в результате чего в одних местах возникают максимумы, а в других – минимумы интенсивности. Это явление называется интерференцией света. Устойчивая интерференционная картина получается лишь при сложении когерентных волн. Некогерентность естественных источников света обусловлена тем, что излучение тела слагается из волн, испускаемых многими атомами. Фазы каждого цуга волны никак не связаны друг с другом. Атомы излучают хаотически. Группа волн с очень близкими частотами, образующихся в процессе акта излучения одного атома, называется цугом волн или волновым цугом. Процесс излучения одного атома длится примерно 10-8с. При этом длина цуга . В одном цуге укладывается примерно 107 длин волн. жүктеу/скачать 447,6 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|