Физика және астрономия пәніне арналған Білім беру коды және бейіні: Мамандығы
Жарық интерференциясы. Жұқа қабыршықтағы жарық интерференциясы. Интерференцияның техникада қолданылуы
жүктеу/скачать 1,39 Mb.
|
Жарық интерференциясы. Жұқа қабыршықтағы жарық интерференциясы. Интерференцияның техникада қолданылуыЖарық бiр мезгiлде бiр емес бiрнеше көзден тарауы мүмкiн. Осылай әртүрлi жарық көзiнен шыққан толқындар бiр-бiрiмен қабаттасқан кезде қандай құбылыс байқалатынын қарастыралық. Кеңiстiктiң берiлген нүктесiне бiр мезгiлде екi жарық көзiнен шыққан толқындар келiп жетсiн делiк. Толқын теңдеулерi : E1y=Emcos (ω - k1 r1 + φ1) E2y=Emcos (ω - k2 r2 + φ2) Мұндағы k1 = 2πn1/ λ және k2 = 2πn2/λ сәйкес толқындық сандар, ал n1 және n2 жарық тарап жатқан орталардың сыну көрсеткiштерi. Бұл жерде есептеулердi жеңiлдету үшiн тербелiс амплитудаларын және жиiлiктерiн бiрдей етiп алдық. Ендi кеңiстiктiң берiлген нүктесiнде осы екi толқынның қабаттасуынан пайда болған қортқы тербелiстi табалық. Ол үшiн элементер математика курсынан белгiлi тригонометриялық өрнектердi пайдалана отырып, мынаны аламыз: Мұндағы
қортқы тербелiстiң амплитудасы, ал бастапқы фазасы. Амплитуданың өрнегiндегi Δ=n2r2 - n1r1 шамасын оптикалық жол айырымы деп атайды. Егер екi толқын да бiр оптикалық ортада тараса, онда n1=n2, ал одан Δ=|r2 - r1|, яғни оптикалық жол айырымы геометриялық жол айырымына тең. Жарықтың берiлген нүктедегi интенсивтiлiгi осы нүктедегi тербелiс амплитудасының квадратына пропорционал екендiгi белгiлi, яғни
Бұл өрнектен қортқы интенсивтiлiктiң толқындардың Δ жол айырымына және δ=φ1 - φ2 фазалар айырымына тәуелдi екенi көрiнiп тұр. Бiр-бiрiнен тәуелсiз жарық шығарып тұрған көздер үшiн δ фазалар айырымы кездейсоқ түрде өзгередi. Ал аргументi кездейсоқ өзгерген косинустың квадратының орташа мәнiнiң 1/2 ге тең екенiн ескерсек, онда бұл жағдайдағы жарық интенсивтiлiгi үшiн өрнегiн аламыз. Яғни, берiлген нүктедегi интенсивтiлiк әрбiр жеке көздерден түскен жарықтың интенсивтiлiктерiнiң қарапайым қосындысына тең. Ендi 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 деп атайды Онда, жоғарыдағы жарық интенсивтiлiгiнiң берiлген нүктедегi мәнi тек Δ жол айырымы арқылы ғана анықталады.. Дербес жағдайда δ=φ1-φ2=0 деп алсақ, (4.5) өрнегiнен берiлген нүктедегi жарық интенсивтiлiгiнiң мәнiнiң болғанда максимальдi, ал болғанда минимальдi екенi көрiнiп тұр. Ал бұл шарттардан жол айырымына қатысты мына шарттар шығады : Δ=mλ болғанда интенсивтiлiк максимальдi, ал Δ=(2m+1)·λ/2 болғанда интенсивтiлiк минимальдi. Және де ең маңыздысы бұл интенсивтiлiктiң мәндерi уақытпен байланысты өзгермейдi, яғни тұрақты интерференциялық сурет аламыз. Мiне осылай когеренттi толқындардың қабаттасуының салдарынан кеңiстiктiң әрбiр нүктесiнде жарық интенсивтiлiгiнiң күшейiп, не бәсеңсуiнiң уақыт бойынша өзгермейтiн орнықты бейнесiн алу жарық интерференциясы деп аталады.
жүктеу/скачать 1,39 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|